• 한국전산유체공학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.55-61
• /
• 2010

A dependence of weighting parameter in preconditioning method for solving low Mach number flow with incompressible flow nature is investigated. The present preconditioning method employs a finite-difference method applied Roe‘s flux difference splitting approximation with the MUSCL-TVD scheme and 4th-order Runge-Kutta method in curvilinear coordinates. From the computational results of benchmark flows through a 2-D backward-facing step duct it is confirmed that there exists a suitable value of the weighting parameter for accurate and stable computation. A useful method to determine the weighting parameter is introduced. With this method, high accuracy and stable computational results were obtained for the flow with low Mach number in the range of Mach number less than 0.3.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.53-62
• /
• 2007

A high resolution numerical method aimed at solving cavitating flow is proposed and applied to gas-liquid two-phase shock tube problem. The present method employs a finite-difference 4th-order Runge-Kutta method and Roe's flux difference splitting approximation with the MUSCL TVD scheme. By applying the homogeneous equilibrium cavitation model, the present density-based numerical method permits simple treatment of the whole gas-liquid two-phase flow field, including wave propagation and large density changes. The speed of sound for gas-liquid two-phase media is derived on the basis of thermodynamic relations and compared with that by eigenvalues. By this method, a Riemann problem for Euler equations of one dimensional shock tube was computed. Numerical results such as detailed observations of shock and expansion wave propagations through the gas-liquid two-phase media at isothermal condition and some data related to computational efficiency are made. Comparisons of predicted results and exact solutions are provided and discussed.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2007년도 추계 학술대회논문집
• /
• pp.249-257
• /
• 2007

A high resolution numerical method aimed at solving gas-liquid two-phase flow is proposed and applied to gas-liquid two-phase shock tube problem. The present method employs a finite-difference 4th-order Runge-Kutta method and Roe's flux difference splitting approximation with the MUSCL TVD scheme. By applying the homogeneous equilibrium cavitation model, the present density-based numerical method permits simple treatment of the whole gas-liquid two-phase flow field, including wave propagation and large density changes. The speed of sound for gas-liquid two-phase media is derived on the basis of thermodynamic relations and compared with that by eigenvalues. By this method, a Riemann problem for Euler equations of one dimensional shock tube was computed. Numerical results such as detailed observations of shock and expansion wave propagations through the gas-liquid two-phase media and some data related to computational efficiency are made. Comparisons of predicted results and exact solutions are provided and discussed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.343-346
• /
• 2005

전산 해석과 병렬처리를 이용하여 정사각 관 내부를 전파하는 데토네이션파의 삼차원 구조를 살펴보았다. 가변 비열비 공식과 간략화 된 일단계 Arrhenius 반응 모델과 연계된 비점성 유체 방정식을 MUSCL 기반 TVD 해법과 4단계 Runge-Kutta 적분 방법을 이용하여 해석하였다. 삼차원에서의 비정상 해석 결과로부터 그을음 막 기록(smoked-foil record)에서 같은 길이와 다른 폭을 가지는 수평 및 대각 방향 불안정에 의한 상세한 파면 구조를 파악할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.91-97
• /
• 2014

A high resolution numerical method aimed at solving cavitating flow was proposed and applied to gas-liquid two-phase shock tube problem with arbitrary void fraction. The present method with compressibility effects employs a finite-difference 4th-order Runge-Kutta method and Roe's flux difference splitting approximation with the MUSCL TVD scheme. The Jacobian matrix from the inviscid flux of constitute equation is diagonalized analytically and the speed of sound for the two-phase media is derived by eigenvalues. So that the present method is appropriate for the extension of high order upwind schemes based on the characteristic theory. By this method, a Riemann problem for Euler equations of one dimensional shock tube was computed. Numerical results of high speed flow phenomena such as detailed observations of shock and expansion wave propagations through the gas-liquid two-phase media and some data related to computational efficiency are made. Comparisons of predicted results and solutions at isothermal condition are provided and discussed.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1383-1393
• /
• 2014

최근, 급속한 컴퓨터 하드웨어의 성능 향상과 전산유체역학 분야의 이론적 발전으로, 고차 정확도의 수치기법들이 계산수리학 분야에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 1차원 천수방정식에 대한 수치 해법으로 TVD Runge-Kutta 불연속 갤러킨(RKDG) 유한요소법을 적용하였다. 대표적인 천이류(transcritical flow)의 예로 순간적인 댐 붕괴에 의한 댐 붕괴류(dam-break flow) 흐름과 지형변화에 의한 천이류를 모의하였다. 리만(Riemann) 근사해법으로 로컬 Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL 흐름률(flux) 기법을 사용하였고, 불필요한 진동을 제거하기 위하여, 기울기 제한자로서 MUSCL 제한자를 사용하였다. 개발된 모델은 1차원 댐 붕괴류와 천이류에 적용하였다. 수치해석 결과는 해석해, 수리실험 결과와 비교하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권2호
• /
• pp.145-156
• /
• 2011

본 연구에서는 자연하천의 흐름에서 흔히 발생하는 천이류, 불연속류, 마른하도로의 파의 전파 등을 포함하는 복잡한 흐름을 해석하기 위한 고정확도 2차원 수치모형을 개발하였다. 하상경사항을 효율적으로 처리하기 위해 quasi-steady wave propagation 기법을 적용하여 해당 격자에 대한 생성항의 영향을 효율적으로 반영함으로써 쌍곡선형 적분 보존형의 2차원 천수방정식을 해석하였다. Fractional Step Method를 적용한 유한체적기법의 사용을 위해 HLL Riemann 해법을 이용하여 흐름률을 계산하였고, 시간 및 공간에 대한 2차 정확도를 만족하기 위해 MUSCL 기법을 적용하였다. 2차 정확도의 사용으로 불연속지점에서 발생하는 수치진동은 TVD 기법 적용을통해 제어하였다. 개발된모형은 2차원 제방 붕괴 및 댐하류부에 구조물이 존재하는 경우의댐 붕괴 모의를 통해실측치와의 검증을 실시하였다. 또한 하류부에 역경사가 존재하는 경우의 댐 붕괴 모의를 통해 실측치와 비교함으로써 생성항의 영향에 대한 모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제42권12호
• /
• pp.1079-1089
• /
• 2009

본 연구에서는 마른하도 및 복잡한 지형에서의 파의 전파와 같은 수공학 분야에서 해결하기 어려운 문제를 해석하기 위한 고정확도 2차원 수치모형을 개발하기 위해, unsplit 유한체적기법과 HLLC Riemann 해법을 이용한 흐름율 계산으로 쌍곡선형 적분 보존형의 2차원 천수방정식을 해석하였다. Unsplit 기법의 적용을 위해 하상경사항은 발산정리를 이용하여 이산화한 형태를 적용하였으며, 흐름율과 생성항의 균형을 이루기 위해 수면경사법을 시간과 공간에 대해 2차정확도를 가지는 MUSCL 기법과 연계하였다. 그리고 적용한 생성항 처리기법과 흐름율과의 보존특성이 만족함을 보였다. 2차정확도의 사용으로 불연속 지점에서 발생할 수 있는 수치진동을 제거하기 위해서 경사제한자를 사용한 TVD 기법을 적용하였다. 개발모형을 정확해가 존재하는 생성항이 없는 1차원 댐 붕괴 흐름에 적용하여 흐름율 계산의 정확성을 검증하였고, 하상융기를 가진 하도의 정상류 및 천이류 모의를 통해 개발모형의 보존특성을 검증하였으며, 하상경사 및 단면의 확대/축소구간이 존재하는 2차원 댐 붕괴 흐름에 적용하여 개발모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
• /
• pp.128-134
• /
• 2005

In the CFD area, the numerical analysis of high Mach number flow over a blunt-body poses many issues. Various numerical schemes have been developed to cover the issues, but the traditional schemes are still used widely due to the complexities of new schemes and intricacy of modifying the established codes. In the present study, the well-known Roe's FDS based on TVD-MUSCL scheme is used for the solution of very high Mach number three-dimensional flows posing carbuncle and non-physical phenomena in numerical analysis. A parametric study was carried out to account for the effects of the entropy fixing, grid configurations and initial condition. The carbuncle phenomena could be easily overcome by the entropy fixing, and the non-physical solution could be eliminated by the use of the modified initial condition regardless of entropy fixing and grid configurations.