• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 2004.11a
• /
• pp.221-231
• /
• 2004

A kinetic theory analysis is made of low-speed gas flows in a microfluidic system consisted of three microchannels in series. The Boitzmann equation simplified by a collision model is solved by means of a finite difference approximation with the discrete ordinate method. For the evaluation of the present method results are compared with those from the DSMC method and an analytical solution of the Navier-Stokes equations with slip boundary conditions. Calculations are made for flows at various Knudsen numbers and pressure ratios across the channel. The results compared well with those from the DSMC method. It is shown that the analytical solution of the Navier-Stokes equations with slip boundary conditions which is suited fur fully developed flows can give relatively good results. In predicting the geometrically complex flows up to a Knudsen number of about 0.06. It is also shown that the present method can be used to analyze extremely low-speed flow fields for which the DSMC method is Impractical.

• Journal of computational fluids engineering
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.142-149
• /
• 1996

이차원 노즐을 통하여 저밀도 환경으로 팽창하는 희박류의 분석에 있어서 불연속좌표법과 결합된 유한차분법(finite-difference method coupled with the discrete-ordinate method, FDDO)과 직접모사법(direct-simulation Monte-Carlo method, DSMC)이 비교되었다. FDDO를 이용한 분석에서는 충돌적분모델을 도입하여 간단해진 볼츠만식(Boltzmann equation)이 불연속좌표법을 이용하여 물리적 공간에서는 연속이나 분자속도 공간에서는 불연속좌표로 표시되는 편미분방정식군으로 변환되어 유한차분법에의하여 수치해석 되었다. 직접모사법에서는 분자모델로 가변강구모델(variable hard sphere model, VHS)이, 충돌샘플링모델로는 비시계수법(no time counter method, NTC)이 채택되었다. 전혀 다른 두 가지 방법에 의한 노즐 내부에서의 유체흐름 해석결과는 매우 잘 일치하였으며, 노즐 외부의 plume 영역에서는 FDDO에 의한 해석결과가 직접모사법에 의한 해석결과에 비하여 약간 느린 팽창을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 1995.04a
• /
• pp.246-251
• /
• 1995

유연구조물의 진동제어를 위해 압전필름 작동기를 사용하였고 이와 연계하 여 샘플링 과정을 고려한 DSMC를 구성하였다. 변수변화 및 외란의 경계치 를 알고 있다는 가정하에 시스템을 이산화시킨 후 제어기를 설계하였다. 일 반적으로 연속시간 시스템의 이산화 과정에서 정합조건의 가정이 보장되지 않기 때문에 제어기 설계시 이를 배제하였다. 이산시간 리아푸노프 이론을 근거로 DSMC의 존재성을 도출하였고, 이것에 기초하여 슬라이딩 모드가 발생되도록 불연속제어기를 설계하였다. 이때, 불연속게인을 상수로 하지 않고 RP의 위치에 따라 계속 새롭게 수정함으로써 슬라이딩 영역을 최소화 하였다. 그리고 기존의 DSMC 기법상에서 발생되는 슬라이딩 영역의 문제를 .betha. 등가제어기를 이용하는 이원화 방법으로 극복하였으며, 컴퓨터 시뮬 레이션을 통하여 제안된 기법의 설계 효율성 및 제어기의 강건성을 입증하였다. 향후, 제안된 기법에 대한 실험적 고찰 및 중요 제어인자에 대한 연구가 계속적으로 수행될 예정이다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 2006.05a
• /
• pp.27-34
• /
• 2006

In this paper, a recently proposed parallel hybrid particle-continuum (DSMC-NS) scheme employing 3D unstructured grid for solving steady-state gas flows involving continuum and rarefied regions is described [1]. Substitution of a density-based NS solver to a pressure-based one that greatly enhances the capability of the proposed hybrid scheme and several practical experiences of implementation learned from the development and verifications are highlighted. At the end, we present some simulation results of a realistic RCS nozzle plume, which is considered very challenging using either a continuum or particle solver alone, to demonstrate the capability of the proposed hybrid DSMC-NS method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.90-90
• /
• 2011

배기속도 2,500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar를 구현할 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 2차원과 3차원 형상을 대상으로 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합하게 된다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법과 DSMC 방법을 모두 적용하여 유동해석을 실시하였다. 먼저 2차원 모델에 대한 해석을 실시하여 분자펌프의 성능에 중요한 영향을 미치는 설계변수로 날개각과 날개간격이 현저함을 확인하였으며, 이 설계변수들이 펌프의 주요성능 지표인 최대펌핑효율과 최대압축비에 미치는 영향을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 유동해석 결과, 기체분자와 rotor 날개사이의 충돌 확률을 높이는 방안이 대체적으로 펌프의 성능을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.215-221
• /
• 2013

The basic quantitative tool for the study of hypersonic rarefied flows is the direct simulation Monte Carlo method (DSMC). The DSMC method requires a large amount of computer memory and performance and is unreasonably expensive at the first stage of spacecraft design and trajectory analysis. A possible solution to this problem is approximate engineering methods. However, the Monte Carlo method remains the most reliable approach to compare to the engineering methods that provide good results for the global aerodynamic coefficients of various geometry designs. This paper presents the calculation results of aerodynamic characteristics for spacecraft vehicles in the free molecular, the transitional and the continuum regimes using the local engineering method. Results and methods would be useful to calculate aerodynamics for new-generation hypersonic vehicle designs.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2007.04a
• /
• pp.179-182
• /
• 2007

The new KOMPSAT in preliminary design phase will utilize 4.45 N monopropellant thrusters for attitude and orbit control. In this paper, a numerical plume analysis is performed to verify the effects of thruster plume on the satellite with a 3-D satellite base region model by DSMC. As a result, plume behaviors such as overall plume temperature, total density and thermal radiation to solar array are estimated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.3-3
• /
• 2000

저추진력 추력기라는 것은 추력이 수 N 정도, 노즐출구직경이 수 mm 정도의 소형추력기를 의미하며, 주로 인공위성을 비롯한 우주 비행체의 자세제어, 궤도천이 등의 목적을 위해 사용된다. 따라서, 저추진력 추력기의 일반적인 작동환경은 연속체 영역, 천이영역(transition flow regime), 희박영역(rarefied flow regime)을 모두 포함하므로, 기존의 연속체 유체역학에서 사용되는 Navier-Stokes 방정식을 사용할 수 없고, 분자들의 미시적인 움직임과 내부 에너지 분포를 고려한 Boltzmann 방정식을 이용한 해석을 수행하여야 한다.(중략)

• Defense and Technology
• /
• no.1 s.155
• /
• pp.18-22
• /
• 1992

• Defense and Technology
• /
• no.2 s.156
• /
• pp.36-39
• /
• 1992