• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1717-1726
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• 1991

본 연구에서는 낮은 레이놀즈수 영역에도 적용될 수 있는 레이놀즈응력모델의 개발을 위해, 우선 벽근처 영역에서 사용되는 실험식(벽법칙)을 Hassid와 Poreh에 의 해 개발된 1-방정식모델로 대체하고 이를 레이놀즈응력모델과 접속시키는 방식을 사용 하였다. Hassid-Poreh의 1-방정식모델은 이미 Gibson등에 의해 그 성능이 평가되어 압력구배가 크지 않은 경계층유동의 낮은 레이놀즈수 영역에서 매우 좋은 결과를 보여 줌이 밝혀졌다. 본 연구에서는 곡면위의 난류경계층에 대해 위에서 설명한 바 있는 난류모델을 적용함에 있어 Gillis등과 Gibson등에 의해 실험된, 각각 곡률이 큰 경우 와 작은 경우의 대표적인 유동을 선택하여 모델의 성능을 시험하였다. 1-방정식모델 내에 포함된 길이차원(length scale)에 대해서는 곡률을 고려한 수정이 이루어졌다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제2권2호
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• pp.9-17
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• 1997

The performance of several turbulence models in computing an axisymmetric supersonic base flow is investigated. A compressible Navier-Stokes code, which incorporates k-ε, k-ω model and Reynolds stress closure with three kinds of pressure-strain correlation model, has been developed using implicit LU-SGS algorithm with second-order upwind TVD scheme. Numerical computations have been carried out for Herrin and Dutton's base flow. It is observed that the two-equation models give large backward axial velocity approaching to the base and somewhat larger variation of base pressure distribution than the Reynolds stress model. It is also found that the Reynolds stress model with third order pressure-strain model in the anisotropy tensor predicts most accurate mean flow field.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1541-1546
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• 1993

본 연구에서는 새로운 유형의 저레이놀즈수 레이놀즈응력모델을 개발하기 위해 Launder등과 Gibson과 Launder에 의해 제시된 레이놀즈응력모델을 벽근처의 저 레이놀즈수 영역까지 확장하였다. 개발된 모델의 성능을 시험하기 위해 두 평판사이 에서 완전히 발달된 2차원 유동을 계산하여 그 결과를 Kimm등에 의해 수행된Navier- Stokes방정식의 직접계산결과와 비교하였으며, 아울러 Launder와 Shima가 제시한 모델로도 계산을 수행하여 그 결과를 비교 검토하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권5호
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• pp.218-232
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• 2012

In a spool valve analysis, the Reynolds equation is commonly used to investigate the lubrication characteristics. However, the validity of the Reynolds equation is questionable in a spool valve analysis because cavitation often occurs in the groove and the depth of the groove is much higher than the clearance in most cases. Therefore, the validity of the Reynolds equation in a spool valve analysis is investigated by comparing the results obtained from the Reynolds equation and the Navier-Stokes equation. Dimensionless parameters are determined from a nondimensional form of the governing equations. The differences between the lateral force, friction force, and volume flow rate (leakage) obtained by the Reynolds equation and those obtained by the Navier-Stokes equation are discussed. It is shown that there is little difference (less than 10%), except in the case of a spool valve with many grooves where no cavitation occurs in the grooves. In most cases, the Reynolds equation is effective for a spool valve analysis under a no cavitation condition.

• 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.

• Tribology and Lubricants
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• 제29권5호
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• pp.275-285
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• 2013

The Reynolds equation is commonly used to investigate the lubrication characteristics of a spool valve. However, the applicability of the Reynolds equation is questionable for analyzing a spool valve because cavitation often occurs in the grooves of the valve and the depth of a groove is much higher than the clearance in most cases. In this study, the validity of the Reynolds equation in the spool valve analysis is investigated by comparing the results obtained from the Reynolds equation and those obtained from the Navier-Stokes equation. The results are compared in terms of the lateral forces, friction forces, and volume flow rates (leakages). A significant difference of more than 20% is found in the lateral forces in cases where cavitation occurs and there are many grooves. Therefore, the Navier-Stokes equation should be used to investigate the lubrication characteristics of a spool valve when cavitation occurs and when the spool valve contains many grooves.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.44-52
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• 2002

비정상, 비압축성 Navier-Stokes 코드를 이용하여, 저 레이놀즈수 유동에서 flapping 운동을 하는 익형의 공력특성을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 비정상 유동장의 효율적인 계산을 위하여, 개발된 코드는 MPI 프로그래밍 기법을 이용하여 병렬처리 되었으며, 난류 유동장의 계산을 위해 2방정식 난류모델의 하나인 k-$\omega$ SST 모델을 적용하였다. 익형의 3가지 운동모드 즉, pitching, plunging, flapping과 주파수 및 진폭의 변화 그리고 두께와 캠버의 변화에 의한 공력특성을 살펴보았고, 이를 위해 NACA4자 계열의 익형을 이용하였다. 해석 결과는 실험치와 비교하여 보았을 때 잘 일치하였으며, 각 운동모드에서의 공기역학적 특성을 파악할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.760-767
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• 2014

This paper proposes a method to calculate pressure and flow of the fluid dynamic bearings (FDBs) with a recirculation channel (RC) by solving the Reynolds and the Hagen-Poiseuille equations at the same time. The Hagen-Poiseuille equation is one-dimensional equation which describes the flow in a circular pipe such as the RC. This research developed a finite element program to solve the Reynolds and the Hagen-Poiseuille equation together. The proposed method was applied to calculate the pressure and flow of the FDBs which are composed of grooved or plain journal and thrust bearings, and RC. To verify the proposed method, it also developed a finite volume model of the FDBs, and pressure and flow were calculated by the commercial CFD solver. They agree well with the pressure and flow calculated by the proposed method. Finally, this research investigated the characteristics of the FDBs due to the radius change of the RC.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 저 레이놀즈 수 유동장에서 유연 익형의 공탄성적 거동과 공기 역학적 성능이 평가되었다. 유연 익형은 비정상 유동장에서 저 레이놀즈 수 익형으로 흔히 사용되는 CLARK-Y 익형 윗면의 일정부분에 질량이 없는 박막을 장착하여 모델링 하였다. 박막의 거동은 공기역학적 힘과 박막의 평형 방정식에 의해 지배되며 평형 방정식의 무차원화로부터 유동과 박막간의 상호작용을 나타내는 무차원 변수가 도출되며 이 무처원 변수가 박막의 거동에 큰 영향을 미친다. 박막의 분포를 익형 윗면의 지정된 지점에서부터 뒷전까지 분포시키되 지정된 박막 분포의 시작점을 변화시켜가며 각 박막 분포에서 박막의 공탄성적 거동을 지배하는 무차원 변수에 대해 공기역학적 성능의 최적화를 수행하였다. 그 결과 박막 분포의 시작점이 뒷전으로 이동할수록 무차원 변수는 거의 선형적으로 증가해야함을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권4호
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• pp.160-166
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• 2012

This paper presents a Reynolds equation solver for hydrostatic gas bearings, implemented to run on graphics processing units (GPUs). The original analysis code for the central processing unit (CPU) was modified for the GPU by using the compute unified device architecture (CUDA). The red-black Gauss-Seidel (RBGS) algorithm was employed instead of the original Gauss-Seidel algorithm for the iterative pressure solver, because the latter has data dependency between neighboring nodes. The implemented GPU program was tested on the nVidia GTX580 system and compared to the original CPU program on the AMD Llano system. In the iterative pressure calculation, the implemented GPU program showed 20-100 times faster performance than the original CPU codes. Comparison of the wall-clock times including all of pre/post processing codes showed that the GPU codes still delivered 4-12 times faster performance than the CPU code for our target problem.