• 제목/요약/키워드: Unstructured finite volume method

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비정렬격자계에 적합한 경계면포착법에서의 HR 도식 비교연구 (Comparative Study on High Resolution Schemes in Interface Capturing Method Suitable for Unstructured Meshes)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제32권1호
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    • pp.23-29
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    • 2008
  • Two high resolution compressive schemes, CICSAM(Ubbink, 1997) and HRIC(Muzaferija & Peric, 1999), in interface capturing method are reviewed briefly with respect to the extended forms suitable for unstructured meshes. And then those are applied to three typical test cases of translation test, shearing flow test and collapsing water problem with an obstacle. It is accomplished by implementing the high resolution schemes in the in-house CFD code(PowerCFD) for computing 3-D flow with an unstructured cell-centered method, which is based on the finite-volume technique and fully conservative. The calculated results show that CICSAM is better than HRIC with respect to accuracy and robustness, although either scheme can be used as a good choice for free surface or two-phase flow simulation.

비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 표면장력이 지배적인 다상유동 수치해석 (Numerical Simulation of Surface Tension-Dominant Multiphase Flows by Using Volume-Capturing Method and Unstructured Grid System)

  • 명현국
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.723-733
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    • 2011
  • 본 연구에서는 비정렬격자계와 체적포착법을 사용하여 표면장력이 지배적인 다상유동의 수치해석 방법을 제시하였다. 먼저 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델을 비정렬격자계에 적용할 수 있도록 수치해석 방법을 확립시켜 Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 체적포착법을 사용한 수치 해석코드에 삽입하였다. 테스트 문제로 오직 표면장력만이 존재하는 평형상태의 정적(static) 액적 및 비평형상태의 동적(dynamic) 액적 문제에 적용하여, 이 해석방법의 유용성과 정확도를 평가하였다. 연구결과, 매끄러운 곡률 계산을 위해 필요한 필터로 본 연구에서 제안한 Laplacian 필터와 함께 CSF 모델로는 밀도보정(density-scaled)한 CSF 모델이 예측성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 표면장력 계산을 위한 이 모델을 채용한 본 수치해석방법은 표면장력이 지배적인 다상유동인 평형상태의 정적 액적 및 비평형상태의 동적 액적 문제 모두에 대해 정확성과 유용성이 입증되었다.

고체추진로켓 내부에서 발생하는 동적 파괴 현상과 유체-고체 상호작용의 시뮬레이션 - Part 1 (이론적 측면) (Simulation of dynamic fracture and fluid-structure interaction in solid propellant rockets : Part 1 (theoretical aspects))

  • 황찬규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.286-290
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    • 2008
  • 본 논문은 고체 추진 로켓의 연소 중에 발생하는 고체추진체의 동적 파괴 현상 및 유체-구조 상호작용을 시뮬레이션 하기 위한 프로그램 개발에 대한 것이다. 개발된 프로그램은 구조해석을 위한 CVFE (cohesive Volumetric Finite Element) 방법과 외재적 ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) 방법을 응용한 유한요소법 코드와 유동해석을 위한 외재적 비정렬 유한 체적 오일러 코드(Explicit Unstructured Finite Volume Euler code)로 구성된다. 개발된 프로그램의 또 다른 중요한 특징은 균열의 전파와 고체추진체의 변형에 따라 생기는 추진제 형상의 대변형이 발생할 때, 새로 생긴 유체 영역에서의 격자의 확장과 복구되는 능력이다.

비정렬 셀 중심방법 및 경계면포착법을 사용하는 3차원 유동해석코드(PowerCFD)에 적합한 HR 해법에 관한 연구 (STUDY ON HIGH RESOLUTION SCHEMES SUITABLE FOR AN 3-D CFD CODE(POWERCFD) USING UNSTRUCTURED CELL-CENTERED METHOD AND INTERFACE CAPTURING METHOD)

  • 명현국;김종은
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • Several high resolution schemes such as OSHER, MUSCL, SMART, GAMMA, WACEB and CUBISTA are comparatively studied with respect to the accurate capturing of fluid interfaces throughout the application to two typical test cases of a translation test and a collapsing water column problem with a return wave. It is accomplished by implementing the high resolution schemes in the in-house CFD code(PowerCFD) for computing 3-D flow with an unstructured cell-centered method and an interface capturing method, which is based on the finite-volume technique and fully conservative. The calculated results show that SMART scheme gives the best performance with respect to accuracy and robustness.

비정렬 삼각 격자를 이용한 2 차원 비직교 형상에서의 역복사 해석 (Inverse Radiation Analysis of a Two-Dimensional Irregular Geometry Using Unstructured Triangular Meshes)

  • 이경주;백승욱;김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권6호
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    • pp.561-567
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    • 2011
  • 2 차원 비직교 형상에 대해 비정렬 삼각 격자를 이용하여 복사 열전달의 역해석을 수행하였다. 본 논문에서는 확산적으로 방사 및 반사를 하는 벽면으로 이루어진 형상 내부에 흡수 및 방사, 산란하는 매질이 채워져 있는 문제를 고려하였다. 유한체적법을 사용하여 복사전달 방정식을 계산하였고 이 때 얻은 입사복사량을 역해석의 측정 데이터로 사용하였다. 벽면의 방사율을 추정하기 위해 켤레구배법을 적용하였으며, 목적 함수를 최소화하는 과정을 통해 해를 구하였다. 측정값의 측정 오차가 추정 정확도에 미치는 영향을 살펴보았고, 비정렬 격자계의 성능을 확인하기 위해 정렬 격자계를 이용하여 얻은 결과와 비교해 보았다.

비정렬 다면체 격자계 기반 유동 해석 프로그램의 개발 및 진동하는 실린더 주변 유동에의 적용 (DEVELOPMENT OF CFD PROGRAM BASED ON A UNSTRUCTURED POLYHEDRAL GRID AND ITS APPLICATION TO FLOW AROUND A OSCILLATING CIRCULAR CYLINDER)

  • 이상혁;강성원;허남건
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.483-487
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    • 2011
  • In the present study, a CFD program based on a finite volume method was developed by using an unstructured polyhedral grid system for the accurate simulation with the complex geometry of computational domain. To simulate the transient flow induced by the moving solid object, the program used a fractional step method and a ALE (Algebric Lagrangian-Eulerian) method. The grid deformation for the moving of solid object were performed with a spring analogy based on the center coordinate of each computational grid. To verify the present program with these methodologies, the numerical results of the flow around the fixed and oscillating circular cylinder were compared with the previous numerical results.

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Aerodynamic Performance Analysis of a Shrouded Rotor Using an Unstructured Mesh Flow Solver

  • Lee H. D.;Kwon O. J.;Joo J.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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    • pp.263-265
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    • 2003
  • The aerodynamic performance of a shrouded tail rotor in hover has been studied by using a compressible inviscid flow solver on unstructured meshes. The numerical method is based on a cell­centered finite-volume discretization and an implicit Gauss-Seidel time integration. The results show that the performance of an isolated rotor without shroud compares well with experiment. In the case of a shrouded rotor, correction of the collective pitch angle is made such that the overall performance matches with experiment to account for the uncertainties of the experimental model configuration. Details of the flow field compare well with the experiment confirming the validity of the present method.

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내재적 방법을 이용한 비정렬 유동해석 기법의 병렬화 (Parallelization of an Unstructured Implicit Euler Solver)

  • 김주성;강희정;박영민;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.20-27
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    • 2000
  • An unstructured implicit Euler solver is parallelized on a Cray T3E. Spatial discretization is accomplished by a cell-centered finite volume formulation using an upwind flux differencing. Time is advanced by the Gauss-Seidel implicit scheme. Domain decomposition is accomplished by using the k-way n-partitioning method developed by Karypis. In order to analyze the parallel performance of the solver, flows over a 2-D NACA 0012 airfoil and 3-D F-5 wing were investigated.

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비정렬격자계를 사용하는 경계면포착법에서 HR도식에 관한 연구 (STUDY ON HIGH RESOLUTION SCHEMES IN INTERFACE CAPTURING METHODS WITH UNSTRUCTURED GRIDS)

  • 김종은;명현국
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.51-56
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    • 2006
  • Several high resolution schemes such as OSHER, MUSCL, SMART, GAMMA, WACEB and CUBISTA are applied to two typical test cases of a translation test and a collapsing water column problem for the accurate capturing of fluid interfaces. It is accomplished by implementing the high resolution schemes in the in-house CFD code(PowerCFD) for computing 3-D flow with an unstructured cell-centered method, which is based on the finite-volume technique and fully conservative. The calculated results are found to show that SMART scheme gives the best performance with respect to accuracy and robustness.

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내재적 방법을 이용한 비정렬 유동해석 기법의 병렬화 (Parallelization of an Unstructured Implicit Euler Solver)

  • 김주성;강희정;박영민;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1999년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.193-200
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    • 1999
  • An unstructured implicit Euler solver is parallelized on a Cray T3E. Spatial discretization is accomplished by a cell-centered finite volume formulation using an unpwind flux differencing. Time is advanced by the Gauss-Seidel implicit scheme. Domain decomposition is accomplished by using the k-way N-partitioning method developed by Karypis. In order to analyze the parallel performance of the solver, flows over a 2-D NACA 0012 airfoil and a 3-D F-5 wing were investigated.

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