• 한국항공우주학회지
• /
• 제35권12호
• /
• pp.1075-1081
• /
• 2007

온도예조건화 방법을 Navier-Stokes 방정식에 적용하여 보았다. 그리고 Navier-Stokes 방정식에 적절한 기준마하수를 결정하기 위해 확산마하수 개념을 도입하였다. 다양한 레이놀즈수에 대한 실린더 주위의 2차원 유동을 계산하였다. 온도예조건화를 Navier-Stokes 방정식에 적용한 결과, 수렴특성이 주목할 만큼 개선되는 것을 보였다. 그리고 확산마하수로 수정한 기준마하수는 국부적으로 마하수가 낮은 영역의 수렴성 문제를 상당히 완화시키는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제11권5호
• /
• pp.755-761
• /
• 1987

본 연구에서는 익형 위에 발생하는 박리기포 주위를 사용한 박리기포 주위 유 동해석에 목적을 두고, 원시변수(primitive variable)를 사용한 부분 포물형 Navier -Stokes 방정식을 사용하여 층류유동에 관한 간단한 기본계산을 통해 비교적 박리기포 가 큰 외부유동(external flow)에도 부분 포물형 방정식이 적용될 수 있음을 보이고자 한다.수치해법은 Galpin 등 이 이차원 관유동(channel flow)에 완전 Navier-Stokes 방정식의 해법으로 사용한 CELS(coupled equation line solver) 방법을 부분 포물형 방정식에 적합하게 수정하여 사용하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권5호
• /
• pp.389-396
• /
• 2003

본 연구는 정상류 Navier-Stokes 방정식에 섭동(perturbation) 이론을 적용하여 주기함수 간극에 대한 삼승법칙의 수정에 대해 논하였다. 이를 위해, 주기함수를 진폭과 파장에 대한 무차원 함수로 전환한 뒤 미소 계수에 대한 무차원 유동함수와 연속 방정식을 적용하였다. 이러한 과정을 통해 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해를 구하였으며 이를 유한 차분법에 적용하였다. 단일 절리 모델에 대한유한 차분 수치해석을 통해, 수정된 삼승 법칙이 주기함수 간극의 유체 유동에 대한 정상류 Navier-Stokes 방정식의 섭동 근사해와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구에서 제시된 삼승 법칙이 간극 분포에 따른 유체 유동의 평가에 있어 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
• /
• 제52권4호
• /
• pp.291-297
• /
• 2019

단열을 통한 유체의 유동은 선형유동이 우세하다는 가정아래 Navier-Stokes 방정식에서 유도된 Stokes 방정식, Reynolds 식(또는 local cubic law), cubic law 와 같은 방정식을 이용하여 해석되고 있다. 하지만 이러한 방정식은 선형 흐름에 국한되며, 비선형 유동영역에 적용하게 되면 오류가 발생한다. 본 연구에서는 레이저 계측기를 이용하여 정밀하게 측정한 3차원 단열 자료와 Navier-Stokes 방정식과 Stokes 방정식을 지배방정식으로 한 수치모델링을 수행함으로써 비선형 유동이 일어나는 현상과 임계 레이놀즈수를 제시하였다. 레이놀즈수가 10이상이 되면 유속의 제곱에 비례하는 관성력이 점성력을 충분히 압도할 정도로 커지면서 지하수 유동이 선형영역에서 비선형 유동영역으로 전환되는 것으로 분석되었다. 이는 평균 간극과 거친 정도가 다른 두 단열에서 모두 동일하게 나타났다. 비선형 유동의 발생기작은 소용돌이 구조의 발생과 성장에 의한 것으로 알려져 있지만, 본 연구결과 단순히 소용돌이 구조가 비선형 유동을 일으키는 아니라 유속이 증가하면서 관성력의 영향이 훨씬 큰 영향을 끼치게 되어 비선형 유동이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
• /
• pp.111-116
• /
• 2005

Two coupling methods for the Navier-Stokes equations and a two-equation turbulence model equations are compared. They are the strongly coupled method and the loosely coupled method. The strongly coupled method solves the Navier-Stokes equations and the two-equation turbulence model equations simultaneously, while the loosely coupled method solves the Navier-Stokes equation with the turbulence viscosity fixed and subsequently solves the turbulence model equations with all the flow quantities fixed. In this paper, performances of two coupling methods are compared for two and three-dimensional problems.

• 대한화학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.409-414
• /
• 1996

선형 비평형 열역학의 최소 엔트로피 생성원리를 사용하여 정상 평면충격파 형상에 대한 Navier-Stokes 유체방정식의 적용한계를 연구하였다. 해석적 결과를 얻기 위하여 평형상태에 가까운 하류 위치에서 방정식을 선형화 하였다. 하류 극한의 경계조건을 충족하는 Navier-Stokes 방정식의 해를 충격파 진행속도의 마하수 M=1 근처에서 급수전개하였을 때, 일차항까지는 열역학의 요구조건과 부합하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제31권2호
• /
• pp.41-49
• /
• 2019

1개층 Boussinesq 방정식(Vu 등, 2018)과 2개층 Boussinesq 방정식(Huynh 등, 2017)을 사용하여 투수방파제를 지나는 cnoid 파의 월파고를 구하였다. 수치실험을 통해 천단고가 낮은 투수방파제를 지나는 cnoid 파의 월파고(Navier-Stokes 방정식으로 구함)가 천단고가 높은 투수방파제를 지나는 통과파고(1개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 작고, 천단고가 해저에 있는 투수방파제를 지나는 통과파고(2개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 크다는 것을 확인하였다. cnoid 파의 파고가 낮을수록 또는 투수방파제의 폭이 좁을수록 1개층 및 2개층 Boussinesq 방정식으로 구한 통과파고가 Navier-Stokes 방정식으로 구한 월파고에 근접한 것을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.59-59
• /
• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제32권8호
• /
• pp.1-11
• /
• 2004

본 연구에서는 비정렬 격자계에서 가장 많이 쓰이는 근사 해법 중에 하나인 LU 기법의 Navier-Stokse 방정식에 대한 수렴성 및 안정성에 관한 연구를 수행하였다. 적절한 스칼라 모델 방정식을 사용하여 LU 기법이 갖는 고유한 특성에 관한 해석적 논의를 수행하였으며, 이를 Navier-Stokes 방정식으로 확장하여 해석하였다. 그 결과 LU 기법의 강성도는 격자 종횡비가 높아짐에 띠라, 그리고 격자 레이놀즈 수 감소함에 따라 증가하게 된다. 또한 내부반복계산을 통해서 이러한 강성도가 부분적으로 극복될 수 있음을 보였으며, 평판 난류 유동 해석을 통해서 해석 결과를 검증하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.326-334
• /
• 2017

1개층 Boussinesq 방정식과 2개층 Boussinesq 방정식을 사용하여 투수방파제를 지나는 파랑의 월파고를 구하였다. 1개층 Boussinesq 방정식으로 Lee 등(2014)이 유도한 식을 사용하였고, 2개층 Boussinesq 방정식은 Cruz 등(1997)의 방법을 따라서 유도하였다. 수치실험을 통해 천단고가 낮은 투수방파제를 지나는 고립파의 월파고(Navier-Stokes 방정식으로 구함)가 천단고가 높은 투수방파제를 지나는 통과파고(1개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 작고, 천단고가 해저에 있는 투수방파제를 지나는 통과파고(2개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 크다는 것을 확인하였다. 고립파의 파고가 낮을수록 또는 투수방파제의 폭이 좁을수록 1개층 및 2개층 Boussinesq 방정식으로 구한 통과파고가 Navier-Stokes 방정식으로 구한 월파고에 근접한 것을 확인하였다.