• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.675-691
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• 2002

본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체와 같은 대용량 문제를 위한 최적화 기법의 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 reduced Hessian sequential quadratic programming을 개발하였다. 첫째, 유체의 해석을 위한 평형 방정식을 최적화 과정에서 제거하여 변수를 줄였고, 또한 평형방정식과 최적화 과정에서 연속기법을 사용하여 최적해를 보장하면서 더욱 해에 쉽게 접근하도록 하였다. 그리고 각 단계에서는 테일러 시리즈를 이용한 근사치를 이용하여 각 단계에서 대단히 좋은 초기치 값을 제공하여 최적해에 더욱 빠르게 접근하게 하고 아울러 유체의 평형방정식을 풀 때에도 해에 더욱 빠르고 쉽게 접근하도록 하였다. 이 기법을 항력을 줄이기 위한 유체의 최적 제어를 위한 문제에 적용하였다. 유체의 흐름을 제어하기 위하여 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방축(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 예제를 통해 본 연구에서 개발한 최적화 기법의 효용성을 입증하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권9호
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• pp.445-456
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• 2005

본 논문은 물리적인 힘을 기반으로 유체의 흐름을 실시간으로 시뮬레이션하기 위하여 유체 의 흐름을 지배하는 Wavier-Stokes 방정식에 대한 빠르고 정확한 풀이 기법을 제안한다 본 논문에서는 Navier-Stokes 방정식에 있는 비선형 항의 속도에 대한 초기값을 Stokes 방정식의 해로써 추정한다. 주어진 비선형 미분방정식의 해에 근사하게 초기값을 추정함으로써 정확하고 안정적인 풀이 기법을 만들 수 있었다. 또한 유한차분법(finite difference method)의 암시적(implicit) 방법 중에서 방대한 계산량을 피할 수 있는 ADI(Alternating Direction Implicit) 방법을 사용함으로써 큰 시간 간격(time-step)에 대해서 시스템이 안정적이며 계산속도 또한 빠르다. 실험 결과들은 특히 연기, 구름과 같이 큰 레이놀드 수(Reynolds number)를 가지는 유체에 대해서 탁월한 성능을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.11-19
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• 2010

온도예조건화 나비어스톡스 방정식의 계산오차를 줄이기 위한 방법을 제시하였다. 이 방법은 또한 기존 예조건화 방법론에도 적용하였다. 제시된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 다양한 마하수의 원형 실린더 주위의 단열 층류 점성 유동을 계산하였다. 엔탈피의 재정의를 통해 총엔탈피의 크기 정도를 줄임으로써 계산오차에 의한 온도예조건화의 수렴성 문제가 해결됨을 보였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권2호
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• pp.67-73
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• 1999

In the present paper, three types of the flow solvers were used to investigate the influence on the airfoil shape optimization. The adopted equations, i.e., Euler, thin layer Navier-Stokes and full Navier-Stokes ones. are solved using implicit LU-ADI decomposition scheme. The gradient projection method with the sinusoidal function was used as an optimization algorithm. The present numerical method was applied to the drag minimization problems under the initial shape of NACA0012 airfoils.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.171-176
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• 1999

In the present paper, three types of the flow solvers were used to investigate the influence on the airfoil shape optimization. The adopted equations, i.e., Euler , thin layer Navier- Stokes and full Navier-Stokes ones, are solved using implicit LU-ADI decomposition scheme. The feasible direction algorithm with the sinusoidal function was used as an optimization algorithm. The present numerical method was applied to the drag minimization problems under the initial shape of NACA0012 airfoils.

• 동력기계공학회지
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• 제2권3호
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• pp.15-20
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• 1998

An integrated computing system has been developed for a Navier-Stokes design procedure of an axial-flow compressor blades. The process is done on the four separate steps, i.e., determination of the basic profiles, generation of computational grids, cascade flow simulation and analysis of the computed results in design sense. Applications are made to the blade design of the LP compressor. Computational results are analyzed with respect to the flow-field characteristics and are compared with the expected design requirements. The present system are coupled with the design procedure of the turbomachinery blades using the Navier-Stokes technique.

• 한국전산유체공학회지
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• 제8권4호
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• pp.16-25
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• 2003

The design method for transonic turbine blades has been developed based on Wavier-Stokes equations. The present computing process is done on the four separate steps, i.e., determination of the blade profile, generation of the computational grids, cascade flow simulation and analysis of the computed results in the sense of the aerodynamic performance. The blade shapes are designed using the cubic polynomials under the control of the design parameters. Numerical methods for the flow equations are based on Van-Leer's FVS with an upwind TVD scheme on the finite volume. In the present study, numerical simulation has been done to investigate the effects of the design parameters on the aerodynamic peformance of the axial-flow turbine blades. Applications are made to the VKI transonic rotor blades. Computed results are analyzed with respect to four parameters and compared with the experimental data.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1061-1071
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• 2015

공극매체에서의 파동장을 해석할 목적으로 공극매체 흐름에 대한 Reynolds 이송정리를 적용하여 공극매체에서의 Navier-Stokes 방정식을 유도하였으며 기존의 연구들과 비교하였다. 또한, 이 N-S 방정식을 이용하여 공극매체 내외에서 파동장의 비선형성과 분산성을 적절히 재현하기 위한 확장형 Boussinesq 방정식을 유도하였다. 이들 방정식의 정확도를 검증하기 위하여 공극방파제의 반사율과 투과율에 대한 수치해석을 수행하여 그 결과를 기존의 수리실험결과들과 비교하였다. 수치해석결과는 토립자의 가상질량계수에 민감하게 반응하였으며 계수를 영으로 처리했을 때 수리실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.202-212
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• 1997

In this study, performance of the multi-stage explicit methods for numerical computation of the unsteady Navier-Stokes equations is investigated. Three methods under consideration are 1 st-, 2 nd-, and 4 th-order Runge-Kutta (R-K) methods. Compared in this estimation is stability, accuracy, and CPU time of each method. The computational codes developed are applied to the two-dimensional flow in a square cavity driven by an oscillating lid. It turned out that at Reynolds number 400, the 1 st-order R-K method is the best, while at 3200 the 2 nd-order R-K is recommended. At higher Reynolds numbers, it is conjectured that the 4 th-order R-K method will be the best algorithm among three due to its highest stability.

• 한국해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.150-161
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• 1993

원초변수를 이용한 Navier-Stokes 방정식의 수치계산기법을 개발하고, 이를 응용하여 backward facing step의 층류 유동을 계산하였다. 직교좌표계에서의 비압축성 Navier-Stokes방정식을 풀기위해 시간과 공간항을 2차 정도의 유한 차분을 사용하여 이산화하였고 비교차격자계를 사용하여 양해법으로 수치 계산하였다. 운동량방정식과 연속방정식으로 부터 유도된 압력방정식(pressure-poisson equation)을 이용하여 무발산 조건을 만족시켰ㄲ다. Backward facing step의 층류 유동을 100.$\leq$R$_e$$\leq$1000 범위에 대해서 수치 계산하였으며 실험결과와 잘 일치하는 결과를 구할 수 있었다. 특히 step뒤에서 생기는 박리구간의 길이는 다른 계산결과들보다 실험치에 가까운 값을 얻을 수 있었으며, Re가 600보다 클때는 위쪽 벽에 또 다른 박리 유동이 발생되는 현상이 예측되었다.