• Nuclear Engineering and Technology
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• 제32권2호
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• pp.169-179
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• 2000

A detailed numerical analysis of the evolution of thermal stratification in a curved piping system in a nuclear power plant is performed. A finite volume based thermal-hydraulic computer code has been developed employing a body-fitted, non-orthogonal curvilinear coordinate for this purpose. The cell-centered, non-staggered grid arrangement is adopted and the resulting checkerboard pressure oscillation is prevented by the application of momentum interpolation method. The SIMPLE algorithm is employed for the pressure and velocity coupling, and the convection terms are approximated by a higher-order bounded scheme. The thermal-hydraulic computer code developed in the present study has been applied to the analysis of thermal stratification in a curved duct and some of the predicted results are compared with the available experimental data. It is shown that the predicted results agree fairly well with the experimental measurements and the transient formation of thermal stratification in a curved duct is also well predicted.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.313-324
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• 1992

Two-dimensional Navier-Stokes code has been developed for analysis of turbomachinery blade rows and other internal flows. The Navier-Stokes equations are written in a Cartesian coordinate system, then mapped into a generalized body-fitted coordinate system. All direction of viscous terms are incorporated and turbulent effects are modeled using the Baldwin-Lomax algebraic model. Equation are discretized using finite difference method on the C-type grids and solved using implicit LU-ADI decomposition scheme. Calculations are made at a VKI turbine cascade flow in a transonic wind-tunnel and compared to experimental data. Present numerical scheme is shown to be in good agreement with the previous experimental results and simulates the two-dimensional viscous flow phenomena.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.80-86
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• 1994

자유수면을 항주하는 선박에 의하여 발생되는 비선형 조파현상을 해석하기 위한 수치해석법을 개발하였다. 유동은 비점성, 비압축성으로 가정하고 선체 및 자유수면 형상과 일치하는 좌표계의 생성을 위하여 타원형 편미분방정식을 수치해석하여 물체적합 좌표계를 생성하였으며 변환된 정규격자 물체적합 좌표계에 대한 Euler방정식을 유한차분법(Finite Difference Method)을 이용하여 계산하였다. 수치해석을 위하여 시간에 대한 미분항은 전진차분, 공간에 대한 미분항은 중심차분법으로 이산화하였고 대류항에는 수치계산의 안정을 위해 인위적인 소산(dissipation)항을 첨가하였다. 자유수면의 형상은 매 시간 단계마다 자유수면 경계조건들을 만족하도록 다시 계산되었고 격자점들은 자유수면형상의 변화에 적합하게 다시 생성되도록 하였으며 압력에 대한 Poisson방정식은 반복연산법에 의하여 풀고 그 결과를 이용하여 속도를 외삽하였다. 개발된 수치해석법의 검증을 위해 수식선형인 Wigley 모형에 대한 계산을 Fn=0.250-0.408에 대하여 수행하고, 그 결과를 실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 1991

난류유동 지배 방정식인 타원형 레이놀즈 방정식을 수치계산에 의해 계산하였다. 계산 대상으로는 실험결과가 많이 알려진 축 대칭 물체를 택하였다. 수치적으로 얻어지는 물체접합 좌표계를 사용하였고, 난류모형으로는 $\kappa-\varepsilon$모형으로써 경계면 근처의 복잡한 유동특성을 추정할 수 있도록 영역을 2개로 나누어 계산하는 2층모형(two-layer model)을 사용하였다. 입구면의 경계조건을 사용하여 물체의 중앙부 이후부터 계산을 수행하였다. 입구면에서의 속도와 난류량 등은 경계층 방정식을 풀어 얻어진 결과와 평판의 경계층 자료로부터 얻어진 결과를 사용하였으며, 이로부터 입구면 조건이 점성유동 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다.

• 대한조선학회지
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• 제26권1호
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• pp.11-23
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• 1989

자유표면을 고려하지 않은 경우 선체주위의 3차원 점성유동을 수치해석하는 전산프로그램을 작성하였다. 복잡한 선체를 합리적으로 처리할 수 있는 body-fitted 좌표계를 사용하고, 난류모델은 $k-\varepsilon$모델을 채택하였다. Reynolds 방정식의 준 3차원 형태를 수치해석하도록 하였다. 작성된 전산프로그램의 합리성과 수치해석적 성능을 파악하기 위하여 단면이 3:1 타원단면의 모델과 SSPA-720 콘테이너 선형을 이용하여 수치해석의 결과와 실험데이터를 비교하였다. 평균속도분포와 압력의 분포는 위 모델의 풍동시험결과와 전반적으로 잘 일치하고 있으나, 난류운동에너지는 선미 부근에서 실제보다 많이 예측되고 있다.

• 설비공학논문집
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• 제9권1호
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• pp.55-63
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• 1997

A numerical investigation has been made for flows in an axisymmetric circular cylinder with an impulsively rotating cone located at the bottom of the container. The axisymmetric container is completely filled with a viscous fluid. Major parameter for the present research is only the vertex angle of the cone, otherwise Reynolds number and aspect ratio of the vessel are fixed. Main interest concerns on the vortex breakdown of meridional circulation by impulsive rotation of the cone with respect to the longitudinal axis of the cylinder. Numerical method has been used to integrate momentum and continuity equations on a generalized body-fitted grid system. The pattern of vortex breakdown is quite different from that in a right circular cylinder with flat endwall disks. The flow visualization photograph of the preceeding work by Escudier is compared with the present numerical results and the two results are in good agreements. Also flow data are plotted to gain a deep understanding for the present phenomena of the vortex breakdown. The conclusions of this work are clearly explained by the classical theory of the vortex flows in a finite geometry.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.277-286
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• 1989

본 논문에서는 유정열 등에서 수행된 단순화된 자동차형 2차원 물체 주위의 유동에 관한 실험적 연구와 병행하여 이루어진 수치해석적 연구의 일부와 계속된 일련의 연구를 다루었다. 수치해석은 ｋ-.epsilon. 난류모델과 body-fitted 좌표계를 채택하여 수행하였으며, 우선 수치계산의 합리성 및 문제점을 파악하였다. 이어서 지면효과와 물체 후미의 경사각의 영향에 대하여 수치해석적으로 연구하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.148-153
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• 2001

A computational investigation of the effect of the electromagnetic force(or Lorentz force) on the flow behavior around a circular cylinder, a typical model of bluff bodies, is conducted. Two-dimensional unsteady flow computation for $Re=10^2$ is carried out using a numerical method of finite difference approximation in a curvilinear body-fitted coordinate system by solving the momentum equations including the Lorentz force as a body force. The effect of the spatial variations of the Lorentz forcing region and forcing direction along the cylinder circumference is investigated. The numerical results show that the Lorentz force can effectively suppress the flow separation and oscillation of the lift force of the circular cylinder cross-flow, leading to the reduction of the drag.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권3호
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• pp.363-375
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• 2002

The effect of the electromagnetic force (or Lorentz force) on the flow behavior around a circular cylinder is investigated by computation. Two-dimensional unsteady flow computation for Re=10$^2$is carried out using a numerical method of finite difference approximation in a curvilinear body-fitted coordinate system by solving the momentum equations including the Lorentz force as a body force. The effect of spatial variations of the Lorentz forcing region and forcing direction along the cylinder circumference is investigated. The numerical results show that the Lorentz force can effectively suppress the flow separation and oscillation of the lift force of circular cylinder cross-flow, leading to reduction of drag.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권8호
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• pp.2681-2692
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• 1996

The finite-volume method for radiation in a three-dimensional non-orthogonal gas turbine combustion chamber with absorbing, emitting and anisotropically scattering medium is presented. The governing radiative transfer equation and its discretization equation using the step scheme are examined, while geometric relations which transform the Cartesian coordinate to a general body-fitted coordinate are provided to close the finite-volume formulation. The scattering phase function is modeled by a Legendre polynomial series. After a benchmark solution for three-dimensional rectangular combustor is obtained to validate the present formulation, a problem in three-dimensional non-orthogonal gas turbine combustor is investigated by changing such parameters as scattering albedo, scattering phase function and optical thickness. Heat flux in case of isotropic scattering is the same as that of non-scattering with specified heat generation in the medium. Forward scattering is found to produce higher radiative heat flux at hot and cold wall than backward scattering and optical thickness is also shown to play an important role in the problem. Results show that finite-volume method for radiation works well in orthogonal and non-orthogonal systems.