• 제목/요약/키워드: 3차원 압축성 유동

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터널에 진입하는 고속전철에 의한 3차원 점성유동과 압축파 특성에 관한 수치해석적 연구 (Numerical study of Three-Dimensional Characteristics of Flow Field and Compression Wave Induced by High Speed Train Entering into a Tunnel)

  • 신창훈;박원규
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2000년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.91-98
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    • 2000
  • The three-dimensional unsteady compressible Full Navier-Stokes equation solver with sliding multi-block method has been applied to analyze three dimensional characteristics of the flow field and compression wave around the high speed train which Is entering into a tunnel. The numerical scheme of AF + ADI was used to efficiently solve Navier-Stokes equations in the curvilinear coordinate system. The vortex formation around the nose region was found and the generation of compression wave due to the blockage effects was observed ahead of the train in the form of plane wave. The three dimensional characteristics of the flow field compared to the analytic results were discussed in detail. The variation of pressure of tunnel wall surface and velocity profile of the train are identified as the train enters into a tunnel. The changes in aerodynamic forces and streamlines of each specific sections are also discussed and presented.

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연소실 대류 및 복사 열전달 해석 (Convective and radiative heat transfer in IC engines)

  • 허강열
    • 오토저널
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    • 제13권4호
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    • pp.11-17
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    • 1991
  • 내연기관의 열전달은 구조물에 따라 흡기계통, 연소실, 배기계통으로 나누어지고, 열전달기구에 따라 전도, 대류, 복사로 나누어지며, 여기서는 그중 가장 핵심이 되는 연소실 내에서의 대류 및 복사 열전달 현상에 관하여 논하고자 한다. 연소실 열전달의 정량적 해석을 위해서는 흡기계통과 피스톤 운동에 의한 3차원 압축성 난류 유동장과 점화, 착화 및 연소 진행과정, 이들의 복합적 상호 작용에 대한 이해가 선행되어야 한다. 여기서는 현재까지 제시된 연소실 열전달의 정량적 모델과 문제점,앞으로의 연구 진행방향에 대해 소개하고자 한다.

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초음속 공동유동에서의 진동감소 (Reduction of the Cavity Flow Oscillations at Supersonic Speeds)

  • 강민성;신춘식;권준경;김희동
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.345-348
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    • 2008
  • 본 연구는 마하수가 1.83인 초음속 유동이 사각공동 위를 지날 때 공동에서 발생하는 압력진동에 대해 수치해석 연구를 수행하였다. 수치해석방법으로는 3차원 압축성 Navier-stokes에 유한차분법을 사용하였다. 보조공동의 형상변화를 통한 압력진동의 저감효과에 대해 조사하였다. 그 결과 공동에서 발생하는 압력진동은 보조공동의 넓이, 길이, 두께의 크기에 의존함을 확인 할 수 있었다.

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멀티그리드 방법을 이용한 프로펠러 주위의 비압축성 층류유동 계산 (Numerical Simulation of Incompressible Laminar Flow around a Propeller Using the Multigrid Technique)

  • 박원규
    • 대한조선학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.41-50
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    • 1994
  • 프로펠러 주위의 비압축성 점성유동을 해석하기 위해 멀티그리드 방법을 이용한 Iterative time marching 방법이 적용되었다. 이 방법은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 움직이는 비직교 일반 좌표계상에서 풀고 있으며, 시간에 대해서는 1차의 정확도 그리고 공간에 대해서는 2차 또는 3차의 정확도를 가지고 있으며 반복계산의 수렴속도를 가속시키기 위해서 멀티그리드방법을 사용하였다. 또한 본 방법은 Vector나 Parallel컴퓨터에 적용이 매우 간편하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구 결과와 실험치 혹은 다른 연구자의 계산 결과와 일반적으로 잘 일치하고 있으며, 멀티그리드 방법은 수렴에 필요한 CPU시간을 단축시키고 해의 정확도도 개선함을 보여주었다.

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베르누이 부상유동의 이론해석 및 수치해석 연구 (Theoretical and Computational Analyses of Bernoulli Levitation Flows)

  • 남종순;김규완;김진현;김희동
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권7호
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    • pp.629-636
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    • 2013
  • 공압 부상은 베르누이 원리에 기초한다. 그러나 공압 부상 방법은 제품의 원가 상승의 요인이 되는 대량의 유량을 소모하는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 베르누이 부상 유동의 통찰력을 얻기 위해 수치 해석 연구를 수행하였다. 3차원 압축성 Navier-Stokes 방정식과 SST k-${\omega}$ 난류모델에 유한 체적법을 적용하여 계산하였다. 기체 유량, 공정 제품의 직경 그리고 원형실린더와 공정 제품사이의 간극을 다양하게 변화하여 공정 제품 주위의 유동 특성을 조사하였다. 그 결과 부상력을 위한 최적의 간극과 공급 기체 유량이 증가하면 큰 부상력이 발생한다는 것을 알았다.

터보기계내의 3차원 비정상 비압축성 유동계산방법의 개발 (Development of a Computational Method of 3-D Unsteady Incompressible Flow in Turbomachinery)

  • 김봉균;박재인;주원구;조강래
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.57-63
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    • 1999
  • The flow through multistage turbomachinery is affected by the interaction between a rotor and a stator. The interaction is due to the inviscid potential effect and viscous effect between closely spaced rotor and stator airfoils. Three-dimensional, unsteady, incompressible Navier-Stokes equations with a standard $k-{\epsilon}$ model are solved using a non-staggered grid system. This method is applied to the flow through a multistage compressor measured by Stauter et al. The results have shown strong interaction between the rotating and stationary flow field. The decay of rotor wake and the pressure profiles agree very well with experimental data. The wake produced by rotor causes unsteady pressure on the surface of a stator. The rotor/stator interaction produces the unsteady pressure force on the rotor and stator blades.

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병렬컴퓨팅을 이용한 터보기계 내부 유동장 해석 (Analysis of Turbomachinery Internal Flow Using Parallel Computing)

  • 이장준;김유신;이동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.586-592
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    • 2000
  • 터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.

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비정렬 혼합 격자에서 내재적 방법을 이용한 비압축성 유동해석 (Implicit Incompressible flow solver on Unstructured Hybrid grids)

  • 김종태;김용모;맹주성
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.17-26
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    • 1998
  • The three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations have been solved by a node-centered finite volume method with unstructured hybrid grids. The pressure-velocity coupling is handled by the artificial compressibility algorithm and convective fluxes are obtained by Roe's flux difference splitting scheme with linear reconstruction of the solutions. Euler implicit method with Jacobi matrix solver is used for the time-integration. The viscous terms are discretised in a manner to handle any kind of grids such as tetragedra, prisms, pyramids, hexahedra, or mixed-element grid. Inviscid bump flow is solved to check the accuracy of high order convective flux discretisation. And viscous flows around a circular cylinder and a sphere are studied to show the efficiency and accuracy of the solver.

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2차원 압축성 Navier-Stokes 방정식에 의한 터빈 익렬유동장의 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of Turbine Cascade Flowfields Using Two Dimensional Compressible Navier-Stokes Equations)

  • 정희택;김주섭;신필용;최범석
    • 동력기계공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.16-21
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    • 1999
  • Numerical simulation on two-dimensional turbine cascade flow has been performed using compressible Navier-Stokes equations. The flow equations are written in a cartesian coordinate system, then mapped into a generalized body-fitted ones. All direction of viscous terms are incoporated and turbulent effects are modeled using the extended ${\kappa}-{\epsilon}$ model. Equations are discretized using control volume SIMPLE algorithm on the nonstaggered grid sysetem. Applications are made at a VKI turbine cascade flow in atransonic wind-tunnel and compared to experimental data. Present numerical results are shown to be in good agreement with the experimental results and simulate the compressible viscous flow characteristics inside the turbine blade passage.

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Circular-to-Rectangular Transition Duct 내부의 3차원 유동장에 관한 연구 (Three-Dimensional Numerical Simulation within a Circular-to-Rectangular Transition Duct)

  • 조수용;정희택;손호재
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.9-16
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    • 1998
  • Predictive behaviors by the extended k-${\varepsilon}$ turbulence model and the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model are compared. Grid dependency is tested with the H-type grid as well as the O-type grid. Computations have been performed on a circular-to-rectangular transition duct. The Reynolds number is 390,000 based on the bulk velocity at the inlet. The computed axial velocity contours, transverse velocity profiles, static pressure contours, peripheral skin friction coefficient, peripheral wall static pressure distributions and turbulence kinetic energy have been compared with experimental results. The computed results than those obtained with the standard k-${\varepsilon}$ turbulence model. Comparing to the computed results obtained with the H-type grid and O-type grid, those with H-type grid seem to agree well with experimental results.

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