• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.40-49
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• 1999

이류체(two fluids)의 경계면인 자유수면 유동해석을 위해서 2차원 비압축성, 이류체 Navier-Stokes방정식을 유한체적법(Finite Volume Method)으로 이산화 하고 level-set기법을 적용하였다. Level-set기법의 수치적 특성과 문제에 대한 적용성을 간략히 살펴보고 평가하기 위하여 수조 내에서 주기적으로 진동하는 미소 표면파와 댐붕괴(dam break)문제에 적용하였다. 수치계산 결과에서는 해의 수렴성을 개선하기 위한 방법을 소개하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.17-29
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• 2004

Internal waves are computed using a ghost fluid method on an unstructured grid. Discontinuities in density and dynamic pressure are captured in one cell without smearing or oscillations along a multimaterial interface. A time-accurate incompressible Navier-Stokes/Euler solver is developed based on a three-point backward difference formula for the physical time marching. Artificial compressibility is introduced with respect to pseudotime and an implicit method is used for the pseudotime iteration. To track evolution of an interface, a level set function is coupled with the governing equations. Roe's flux difference splitting method is used to calculate numerical fluxes of the coupled equations. To get higher order accuracy, dependent variables are reconstructed based on gradients which are calculated using Gauss theorem. For each edge crossing an interface, dynamic pressure is assigned for a ghost node to enforce the continuity of total pressure along the interface. Solitary internal waves are computed and the results are compared with other computational and experimental results.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.27-35
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• 2006

A Navier-Stokes code has been developed to simulate the flow through a cross flow fan. It is based on an unstructured finite volume method and uses moving grid technique to model the rotation of the fan. A low Reynolds number turbulence model is used to calculate eddy viscosity. The basic algorithm is SIMPLE. Numerical simulations over a wide range of flow rate are carried out to validate the code. Comparison of all numerical solutions with experimental data confirms the validity of the present code. Present numerical solutions show a noticeable improvement over a previous numerical method which is based on a model of body force to simulate the rotation of the impeller.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.11-22
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• 1999

A numerical prediction method has been proposed to predict non-linear free surface oscillation in a three-dimensional container. The fluid motions are numerically predicted with Navier-Stokes equations discretized in a Lagrangian scheme with sufficient numerical accuracy. The profile of a free surface is precisely represented with three-dimensional body-fitted coordinates (BFC), which are regenerated in each computational step on the basis of the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. In order to confirm the reliability of the computational method, it was firstly applied to three-dimensional flows within complicated-shaped rigid boundaries, such as curved pipes and ducts. Than it was applied to benchmark computations related to free surface oscillations. Following these basic verifications, non-linear sloshings in a cylindrical tank and transitions from sloshing to swirling motions were numerically predicted. Throughout these computations, the applicability of the present computational method has been confirmed and some of the predicted free surface motions were visualized as sequential images and animations to understand their dynamic futures.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권2호
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• pp.25-31
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• 2009

Numerical optimization of rotor blade airfoils is performed with a response surface method for helicopter rotor. For the baseline airfoils, OA 312, OA 309, and OA 407 airfoils are selected and optimized to improve aerodynamic performance. Aerodynamic coefficients required for the response surface method are obtained by using Navier-Stokes solver with k-$\omega$ Shear Stress Transport turbulence model. An optimized airfoil has increased drag divergence Mach number. The present design optimization method can generate an optimized airfoil with multiple design constraints, whenever it is designed from different baseline airfoils at the same design condition.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권5호
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• pp.615-622
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• 2007

In this study, a Coupled Computational Fluid Dynamics(CFD) and Finite Element Analysis(FEA) method are used to predict and evaluate the performance of an automotive shock absorber. Averaged Navier-Stokes equations are solved by the SIMPLE method and the RNG $k-\varepsilon$ is used to model turbulence. CFD analysis is carried out for different intake valve deflections and piston velocities. The force exerted on the valve in each valve deflection is obtained. The valve deflection-force relationship is investigated by the FEA method. The force exerted on the valve in each piston velocity is obtained with a combination of CFD and FEA results. Numerical results are compared with the experimental data and have shown agreement. Dependence of valve deflection as a function of piston velocity is investigated. Effects of hydraulic oil temperature change on valve behavior are also studied.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권3호
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• pp.610-625
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• 2015

In this paper the wave run-up around a circular column in regular waves is numerically calculated to investigate the applicability of the Modified Marker-Density (MMD) method to prediction of wave run-up around an offshore platform. The MMD method is one of the methods to define the highly nonlinear free surface. The governing equations are the Navier-Stokes equations and the continuity equation which are computed in Cartesian grid system. To validate incident waves generated by numerical simulation, those are compared with the solutions of the Stokes $5^{th}$ order wave theory. The wave run-up simulations are performed varying the steepness and period of incident waves as referred experimental data. The numerical results are compared to the experimental data and the results show good agreements.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권1호
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• pp.1-20
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• 2023

An iterative focused wave generation method is developed and implemented in a local analytic based Navier-Stokes solver. This wave generation method is designed to reproduce the target focused wave by matching the target amplitude spectrum and phase angle. A 4-waves decomposition scheme is utilized to obtain the linearised component of the output wave. A model test studying the interaction between different focused waves and a fixed cylinder is selected as the target for the wave generation approach. The numerical wave elevations and dynamic pressure on the cylinder are compared with the experimental measurement and other state-of-the-art numerical methods' results. The overall results prove that the iterative adjustment method is able to optimize the focused wave generated by a CFD approach.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권10호
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• pp.853-858
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• 2005

최근의 해안, 해양공학 분야에서는 구조물이 있는 영역의 파동을 계산하기 위해 Navier-Stokes 방정식을 기초로 한 많은 기법들이 개발되고 발전되어 왔다. 이들 중 파랑의 쇄파현상 등의 복잡한 파동현상을 재현하기 위한 수치해석 기법으로 Volume Of Fluid method (보프법)에 근거를 둔 수치해석 기법이 자주 사용되어지고 있다. 그러나 보프법은 일반적으로 방대한 계산시간과 기억용량이 요구되는 단점을 가지고 있어, 적어도 100주기 이상의 계산시간을 통한 해석이어야만 만족할 만한 결과가 나타나는 불규칙파랑의 경우, 보프법의 단독 적용으로는 현실적으로 어려워진다. 한편, 경계요소법(BEM)의 경우는 파랑을 신속하고, 정확하게 계산할 수 있으나, 비선형 현상을 재현할 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 불규칙 파랑을 대상으로 하고, 구조물이 있는 경우의 파동현상도 계산이 가능한 수치 해석 기법의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위해, 두 기법의 장점을 살려 쇄파현상 등으로 인해 비선형 현상의 재현이 요구되는 영역에서는 보프법을 사용하여 계산하고, 비선형성을 무시할 수 있어 포텐셜이론이 적용 가능한 구간에서는 BEM을 사용하여 계산을 하도록 두 기법을 연결한 BEM-VOF model을 개발하였다. 개발된 수치모델의 검증은 5차 스톡스파의 파랑전파 및 불규칙파랑의 전파를 통해 수행하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.153-159
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• 2005

최근의 해안, 해양공학의 수치해석 기술은 구조물이 있는 영역에서의 파동을 계산하기 위해 Navier-Stokes방정식을 기초로 한 많은 수법들이 개발되고 발전되어 왔다. 이들 중, 파랑의 쇄파현상등의 복잡한 파동현상을 재현할 목적의 수치해석 기법으로 Volume Of Fluid method (보프법)에 근거를 둔 수치해석 기법이 자주 사용되어지고 있다. 그러나 보프법은 일반적으로 방대한 계산시간과 기억용량이 필요로 하다는 단점을 가지고 있어, 보프법의 단독 수법으로는 적어도 100주기 이상의 계산시간을 통한 해석이어야만 만족할 만한 결과가 나타나는 불규칙파랑에 대한 해석이 현실적으로 어렵다는 단점이 있다. 한편, 완전유체로 가정할 경우, 경계요소법(BEM)으로 파랑을 신속하고, 정확하게 개산할 수 있으나, 비선형 현상을 재현할 수 없는 단점이 있다. 본 연구는 불규칙파랑을 대상으로 하고, 구조물이 있는 경우의 파동현상도 계산이 가능한 수치 해석 기법의 개발을 목표로 하고 있다. 이를 위해, 두 수법의 장점을 살려 쇄파현상등이 있어 비선형 현상의 재현이 요구되는 영역에서는 보프법을 사용하여 계산하고, 비선형성을 무시할 수 있어 포텐샬 이론이 적용 가능한 구간에서는 BEM을 사용하여 계산을 하도록 두 수법을 연결한 BEM-VOF model을 개발하였다. 개발된 수치모델의 검증으로는 5차 스톡스파의 파랑전파 및 불규칙파랑의 전파를 통해 수행하였다.