• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.27-32
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• 1999

A numerical study based on the three-dimensional thin-layer Navier-Stokes solver is carried out to analyze the flowfield through a single stage transonic compressor. Explicit four-step Runge-Kutta scheme with spatially variable time step and implicit residual smoothing is used. The governing equations are discretized with exploit finite difference method. Mixed-out average method is used at the interface between rotor and stator. And, an artificial dissipation model is used to assure the stability of solution. The results with k-$\omega$ turbulence model were compared to the results with Baldwin-Lomax model, and physical phenomena of transonic compressor are presented. The two turbulence models give the results that show reasonably good agreements with experimental data.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권6호
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• pp.581-591
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• 2011

This paper describes the air compressibility effect in the CFD simulation of water impact load prediction. In order to consider the air compressibility effect, two sets of governing equations are employed, namely the incompressible Navier-stokes equations and compressible Navier-Stokes equations that describe general compressible gas flow. In order to describe violent motion of free surface, volume-of-fluid method is utilized. The role of air compressibility is presented by the comparative study of water impact load obtained from two different air models, i.e. the compressible and incompressible air. For both cases, water is considered as incompressible media. Compressible air model shows oscillatory behavior of pressure on the solid surface that may attribute to the air-cushion effect. Incompressible air model showed no such oscillatory behavior in the pressure history. This study also showed that the CFD simulation can capture the formation of air pockets enclosed by water and solid surface, which may be the location where the air compressibility effect is dominant.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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• pp.66-66
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• 2003

• 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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.508-511
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• 2010

본 논문에서는 정상상태 유체-구조 연성문제를 연속체 기반으로 정식화하고 유한요소법을 이용하여 완전 연성된 해를 구하였다. 대 변형을 고려하기 위하여 토탈 라그란지안 정식화를 사용하였으며 유체 및 구조의 비선형성이 고려되었다. 유체와 구조 영역의 형상을 NURBS 곡면을 이용하여 매개화하여 표현하였으며, 형상 최적화를 위해 효율적인 설계민감도 해석법인 애조인 기법을 이용하여 압력, 속도, 변위 등에 대한 설계민감도를 구하였다. 이를 이용하여 최소 컴플라이언스를 갖게 하는 구조물 내부의 유체영역의 설계 등의 수치예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제52권4호
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• pp.291-297
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• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.661-669
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• 2007

바람에 저항하는 초고층 건물, 비행기나 자동차, 물에 저항하는 선박 등은 동일한 거동을 보여준다. 즉, 유속이 빨라 질경우, 건물 혹은 비행기, 자동차, 선박 뒤편에는 마이너스 압력과 와류가 발생하게 되는데 이로 인해 건물에서는 변위가 크게 발생하게 되고, 비행기나 자동차, 선박 등에서는 속력이 저하된다. 본 연구에서는 흡입과 방출이라는 기법을 이용하여 유체의 흐름을 우리가 원하는대로 적극적으로 제어하고자 한다. 그렇게 할 수만 있다면 초고층 건물에서의 변위를 대폭 줄일 수 있을 것이고, 자동차나 비행기 선박 등은 더 빠른 속도로 달릴 수 있을 것이다. 그렇다면 문제는 유체를 제어하기 위한 최적의 흡입 혹은 방출량을 구하는 것이고, 이 최적의 양들을 어떤 방법으로 구하는 것이냐 하는 것이다. 본 연구는 최적화 기법을 사용하여 Navier-Stokes 유체를 받는 물체의 표면에서 최적의 흡입, 그리고 방출량을 결정하려는 시도에서 출발하였다. 그러나 이 문제는 큰 Reynols Number 상태에서는 높은 비선형성으로 인하여 직접 한번에 Navier-Stokes 유체의 해석조차 불가능하였고, 더군다나 너무나 많은 변수로 인하여 기존의 방법으로는 최적화는 도저히 불가능 하였다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 최적화 알고리즘을 제안하고, 또한 수렴속도도 대폭 증가시키기 위한 매우 효율적인 몇 가지 방법들을 제안하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제5권1호
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• pp.33-42
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• 2000

The LiBr-H₂O absorption process on a horizontal tube has been analyzed numerically. The flow field, which was calculated in the authors' previous study by solving the fully elliptic Navier-Stokes equations with accurate free-surface-tracking method, is used to solve the temperature and concentration distributions in the absorption film. With the assumption that the absorbent is linear, calculations have been made for various inlet temperature and flow-rate conditions. For low inlet temperature, the absorption rate is large in the upstream region but the mean temperature also increases and as a result the absorption decreases as the film flows to downstream while high-inlet-temperature case does the opposite. The difference in the absorption rate due to the inlet temperature change becomes smaller in the downstream than that in the upstream. For large flow rate, the heat transfer to the wall becomes poor due to the thick film and so does the absorption rate. The analyses have also been carried out for multiple tube arrangement and the results show that the absorption rate converges after a few tube rows.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1998년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.42-48
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• 1998

Numerical study is presented for the analysis of three-dimensional incompressible turbulent flows in multiblade centrifugal fan. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard k - $\epsilon$ turbulence model are transformed to non-orthogonal curvilinear coordinates, and are discretized with finite volume approximations. Linear Upwind Differencing Scheme(LUDS) is used to approximate the convection terms in the governing equations. SIMPLEC algorithm is used as a velocity-pressure correction procedure. The computational area is divided into three blocks; core, impeller and scroll, which are linked by multi-block method. The flow inside of the fan is regarded as steady flow, and mathematical formula established from the cascade theory and empirical coefficient are employed to simulate tile flow through the impeller. From comparisons between the computational results and the experimental data, the validity of the mathematical formula for the blade forces was examined and good results were obtained qualitatively. Hence, we can get the flow characteristics of multi-blade centrifugal fan and it will be a corner stone of the development of the multiblade centrifugal fan.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권3호
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• pp.77-88
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• 2016

A parametric study on a fluidic oscillator was performed numerically in this work. Three-dimensional unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations were solved to analyze the flow in the fluidic oscillator. As turbulence closure, $k-{\varepsilon}$ model was employed. Validation of the numerical results was performed by comparing numerical results with experimental data for frequency of the oscillation. The parametric study was performed using five geometric parameters. Performance of the fluidic oscillator was evaluated in terms of velocity ratio and pressure drop. The results show that the inlet channel width and the distance between splitters are important factors in determining the performance of the fludic oscillator.