• 대한기계학회논문집B
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• 제32권6호
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• pp.471-478
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• 2008

Detached Eddy Simulation (DES) is performed for developing turbulent flow of the $270^{\circ}$ curved duct at a Reynolds number of 56,690. The curvature ratio on the basis of a centric radius $R_c$ and a duct height H is 3.357. Turbulence models adopted are k-$\omega$ model for Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) equation Simulation and Shear Stress Transport (SST) model for DES. DES is used as the hybrid computation technique combined with RANS-SST and Large Eddy Simulation (LES). Predicted results are compared with measured results including the distributions of Reynolds stresses and the flow characteristics on the symmetric plane of curved duct are presented. Judging from the comparison between the predicted and the measured results, the DES approach is applicable to calculate the developing turbulent flow in a $270^{\circ}$ curved duct.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.629-636
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• 2013

공압 부상은 베르누이 원리에 기초한다. 그러나 공압 부상 방법은 제품의 원가 상승의 요인이 되는 대량의 유량을 소모하는 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 베르누이 부상 유동의 통찰력을 얻기 위해 수치 해석 연구를 수행하였다. 3차원 압축성 Navier-Stokes 방정식과 SST k-${\omega}$ 난류모델에 유한 체적법을 적용하여 계산하였다. 기체 유량, 공정 제품의 직경 그리고 원형실린더와 공정 제품사이의 간극을 다양하게 변화하여 공정 제품 주위의 유동 특성을 조사하였다. 그 결과 부상력을 위한 최적의 간극과 공급 기체 유량이 증가하면 큰 부상력이 발생한다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-8
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• 2014

과대팽창이 발생하는 축대칭 초음속 노즐에서 노즐압력비가 충격파 구조와 추력성능에 미치는 영향을 규명하기 위해 지상연소시험평가용 추력기 노즐을 대상으로 수치모사를 수행하였다. k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용한 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식을 상용코드 FLUENT를 사용하여 해석한 결과, 노즐 압력비가 증가함에 따라 추력성능이 단조적으로 증대되고, 노즐 내부에서 생성된 충격파와 유동박리점이 노즐 출구방향으로 밀려나는 사실을 확인하였다. 또, 노즐내부 충격파와 팽창파 위치의 직접적 영향을 받는 노즐 출구면에서의 유동구조가 추력성능에 미치는 영향도 상세히 조사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.99-107
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• 2014

본 연구에서는 원격 조종 소형 비행기에서 주로 사용되고 있는 Kline-Fogleman 익형의 저 레이놀즈수 공력 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. NACA4415와 이를 기반으로 한 Kline-Fogleman 익형의 공력특성을 비교하였다. 본 연구는 ANSYS Fluent를 활용하였으며, 유동은 비압축성으로 가정하고, 난류모델 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 이를 통하여 Kline-Fogleman 익형의 공기역학적 원리를 규명하였으며 계산된 레이놀즈수 $3{\times}10^3{\sim}3{\times}10^6$ 범위에서 Kline-Fogleman 익형이 NACA4415에 비해 양력계수가 향상됨을 확인하였다. 특히 레이놀즈수 $2.4{\times}10^5$이하의 영역에서는 Kline-Fogleman 익형의 양항비가 NACA4415에 비해 26%까지 향상되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.16-27
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• 2018

듀얼 벨 노즐과 확장-굴절(E-D) 노즐을 결합한 형상의 가능성을 확인하기 위해 기초 전산수치해석 연구를 수행하였다. 듀얼 벨 노즐은 한국형발사체 1단 노즐을 기반으로 설계하였고, 그 형상에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용하였다. 입구 조건은 8 화학종 동결유동 해석을 진행하였고, 난류 모델은 k-${\omega}$ SST로 선정하였다. 격자 민감도 해석을 통해 24만개의 최적 격자수를 선정하였다. 해석 결과 듀얼 벨 노즐에 확장-굴절(E-D) 노즐 개념을 적용시 과대팽창으로 인해 듀얼 벨 노즐의 천이고도는 상승하였고, 한국형발사체 1단 엔진에 비해 고고도에서 비추력 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.389-396
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• 2010

In this paper, a new computational code was developed using Chorin's artificial compressibility method to solve the two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations. In spatial derivatives, Roe's flux difference splitting was used for the inviscid flux, while central differencing was used for the viscous flux. Furthermore, AF-ADI with dual time stepping method was implemented for accurate unsteady computations. Two-equation turbulence models, Menter's $k-{\omega}$ SST model and Coakley's $q-{\omega}$ model, hae been adopted to solve high-Reynolds number flows. A number of numerical simulations were carried out for steady laminar and turbulent flow problems as well as unsteady flow problem. The code was verified and validated by comparing the results with other computational results and experimental results. The results of numerical simulations showed that the present developed code with the artificial compressibility method can be applied to slve steady and unsteady incompressible flows.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.183-188
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• 2017

This paper provides numerical results for the estimation of the efficiency of KRISO energy saving devices in the design stage. A finite volume method is used to solve Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations, where the SST k-$\omega$ model is selected for turbulence closure. The propeller rotating motion is determined using a rigid body motion (RBM) scheme, which is called a sliding mesh technique. The numerical analysis focuses on predicting the power reduction by the designed KRISO devices (K-DUCT) under a self-propulsion condition. The present numerical results show good agreement with the available experimental data. Finally, it is concluded that CFD can be a useful method, along with model tests, for assessing the performance of energy saving devices for propulsion efficiency improvement.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권4호
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• pp.387-397
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• 2013

An assessment of two-equation turbulence models, the low Reynolds k-${\varepsilon}$ and k-${\omega}$ SST models, with the compressibility corrections proposed by Sarkar and Wilcox, has been performed. The compressibility models are evaluated by investigating transonic or supersonic flows, including the arc-bump, transonic diffuser, supersonic jet impingement, and unsteady supersonic diffuser. A unified implicit finite volume scheme, consisting of mass, momentum, and energy conservation equations, is used, and the results are compared with experimental data. The model accuracy is found to depend strongly on the flow separation behavior. An MPI (Message Passing Interface) parallel computing scheme is implemented.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.13-20
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• 2014

The steady-state, incompressible and three-dimensional numerical analysis was carried out to evaluate turbulent models on the aerodynamic performance of a small-size axial fan(SSAF). The prediction performance on the static pressure of all turbulent models is going downhill at the high static pressure and low flowrate region, but has improved at the axial flow region. In consequence, all turbulent models predict the static pressure coefficient with an error performance less than about 4% after the region of the flowrate coefficient of about 0.14. Especially, the turbulent model of SST $k-{\omega}$ shows the best prediction performance equivalent to an error performance less than about 2% on the static pressure.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권3호
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• pp.540-558
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• 2015

Maneuvering oblique towing test is simulated in a Computational Fluid Dynamic (CFD) environment to obtain the linear and nonlinear velocity dependent damping coefficients for a DTMB 5512 model ship. The simulations are carried out in freely accessible OpenFOAM library with three different solvers, rasInterFoam, LTSInterFoam and interDyMFoam, and two turbulence models, $k-{\varepsilon}$ and SST $k-{\omega}$ in presence of free surface. Turning and zig-zag maneuvers are simulated for the DTMB 5512 model ship using the calculated damping coefficients with CFD. The comparison of simulated results with the available experimental shows a very good agreement among them.