• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제17권8호
• /
• pp.1219-1225
• /
• 2003

Acoustic sounds generated by uniform flow around a two-dimensional circular cylinder at Re=150 are simulated by applying the finite difference lattice Boltzmann method. A third-order-accurate up-wind scheme is used for the spatial derivatives. A second-order-accurate Runge-Kutta scheme is also used for time marching. Very small acoustic pressure fluctuation, with same frequency as that of Karman vortex street, is compared with pressure fluctuation around a circular cylinder. The propagation velocity of acoustic sound shows that acoustic approaching the upstream, due to the Doppler effect in uniform flow, slowly propagates. For the downstream, on the other hand, it quickly propagates. It is also apparent that the size of sound pressure is proportional to the central distance ${\gamma}$$\^$-1/2/ of the circular cylinder.

• 한국지구과학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.382-391
• /
• 2019

The impact of vertical grid-nesting on the tropical cyclone intensity and track forecast was investigated using the Weather Research and Forecast (WRF) version 3.8 and the initialization method of the Structure Adjustable Balanced Bogus Vortex (SABV). For a better resolution in the central part of the numerical domain, where the tropical cyclone of interest is located, a horizontal and vertical nesting technique was employed. Simulations of the tropical cyclone Sanba (16th in 2012) indicated that the vertical nesting had a weak impact on the cyclone intensity and little impact on the track forecast. Further experiments revealed that the performance of forecast was quite sensitive to the horizontal resolution, which is in agreement with previous studies. The improvement is due to the fact that horizontal resolution can improve forecasts not only on the tropical cyclone-scale but also for large-scale disturbances.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제43권5호
• /
• pp.538-549
• /
• 2006

A code is developed to simulate a viscous flow field around a deformable body using the hybrid Cartesian/immersed boundary method. In this method, the immersed boundary(IB) nodes are defined near the body boundary then velocities at the IB nodes are reconstructed based on the interpolation along the normal direction to the body surface. A new method is suggested to define the IB nodes so that a closed fluid domain is guaranteed by a set of IB nodes and the method is applicable to a zero-thickness body such as a sail. To validate the developed code, the vorticity fields are compared with other recent calculations where a cylinder orbits and moves into its own wake. It is shown the code can handle a sharp trailing edge at Reynolds number of $10^5$ under moderate requirements on girds. Finally the developed code is applied to simulate the vortex shedding behind a deforming foil with flapping tail like a fish. It is shown that the acceleration of fluids near the flapping tail contributes to the generation of the thrust for propulsion.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.447-452
• /
• 2011

Propeller shall have high efficiency and improved aerodynamic characteristics to get the thru5t to fly at high speed for the Regional turboprop aircraft. That is way Clark-Y airfoil which is used to conventional turboprop aircraft propeller is selected as a blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the propeller design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point of Regional turboprop aircraft. The propeller design results indicate that is evaluated to be properly constructed, through analysis of propeller aerodynamic characteristics using the Meshless method and MRF, SM method.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.185-194
• /
• 1984

본 연구에서는 2차원 정상 층류 유동을 지배하는 극좌표계로 표시된 Navier- Stokes 방정식을 유한해석법으로 전개하여 극좌표계에서의 그 수치계산적 성질을 검토 하고 유한해석법의 적용 좌표계 범위를 확장하는 한편, 2차원 부채꼴 캐비티 유동에 응용하여 공학적 해석도구로서의 그 가능성을 확인하고 아직 연구가 불충분한 부채꼴 캐비티 유동을 고찰하는데 그 목적이 있다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.30-37
• /
• 2005

To evaluate LBM we performed the simulation of the unsteady two dimensional flow over a square cylinder in a channel in moderate Reynolds number range, $100\~500$ by using LBM and Fractional-Step method. Frist of all we compared LBM solution of Poiseuille flow applied Farout and periodic boundary conditions with the analytical solution to verify the applicability of the boundary conditions. For LBM simulation the calculation domain was formed by structured 500x100 grids. Prescribed maximum velocity and density inlet and Farout boundary conditions were imposed on the in-out boundaries. Bounceback boundary condition was applied to the channel and the cylinder waifs. The flow patterns and vortex shedding strouhal numbers were compared with previous research results. The flow patterns by LBM were in agreement with the flow pattern by fractional step method. Furthermore the strouhal number computed by LBM simulation result was more accurate than that of fractional step method through the comparison of the previous research results.

• 한국음향학회지
• /
• 제39권6호
• /
• pp.524-532
• /
• 2020

본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품으로부터 방사되는 공력소음을 저감하기 위하여 팬 모터 단품 내부의 기존 임펠라에 스플리터 날개를 설계하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 전산유체역학 기법을 사용하여 비정상, 비압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 수치적으로 해석하였다. 예측한 유동장 결과를 입력값으로 Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H) 적분 방정식을 풀어 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 예측한 음압스펙트럼과 측정값의 비교를 통하여 수치해석방법의 유효성을 검증하였다. 예측한 유동장 결과에 대한 추가 분석을 통하여 임펠라 날개 사이에서 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존 임펠라에 스플리터 형상을 추가 설계하여 와류를 억제하고자 하였다. 스플리터의 길이와 위치를 설계 인자로 선정하였으며, 다구찌 기법을 사용하여 각각의 설계 인자가 공력소음에 미치는 영향도를 살펴보았다. 이 결과로부터 최소소음을 나타내는 스플리터의 최적 위치와 길이를 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 소음성능이 개선됨을 확인 하였다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권11호
• /
• pp.1033-1040
• /
• 2009

고효율 싸이클론의 설계는 압력강하의 최소화와 집진효율의 최대화를 이루는 것이 중요하다. 본 연구는 고온, 고압 조건하에서 신뢰성 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하여 싸이클론의 집진효율에 영향을 주는 물리적 메카니즘을 연구하는 것이다. 수치 해석적 연구를 통한 고온, 고압 조건에서의 압력강하 계산은 실험데이터와 비교적 잘 일치하였다. 온도와 압력은 일반적으로 집진효율에 중요한 영향을 미치는데 보통 항력에서 가스의 밀도나 점도 등에 영향을 주어서로 상반되는 결과를 나타낸다. 그러므로 고온 운전에 따른 집진효율의 감소는 고압 조건으로 운전하는 것이 대안이 될 것으로 판단된다. 집진효율에 영향을 주는 인자에 대해 좀 더 세부적인 연구를 위하여 접선방향 속도나 보텍스 파인더의 직경 등과 같은 싸이클론의 설계변수나 운전변수에 따른 연구를 수행하였다. 예상한 바와 같이 접선방향의 속도가 집진효율에 가장 큰 영향을 주었다. 그리고 보텍스 파인더의 직경이 증가할수록 집진효율은 감소하였으며 보텍스 파인더의 길이는 집진효율에 큰 영향을 나타내지 않았다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.10-17
• /
• 2002

간접 경계요소법 (비정상패널법)을 사용하여 3차원 날개의 동적 지면효과에 대한 연구를 수행하였다. Green 정리를 사용하여 경계표면에 대한 적분방정식을 얻었다. 일정강도의 용출 및 용흡중첩을 날개표면에 분포시켰고 후류는 일정강도의 용흡중첩으로 나타내었다. 매 시간간격마다 한 행의 후류 패널들이 날개의 후연에서 하류로 대류한다고 가정하였다. 지면효과를 받는 날개의 익단 와류가 날개길이방향으로 이동하였다. 동적 지면효과를 받는 날개가 가지는 공력계수의 진폭 값이 정적 지면효과를 받는 날개의 경우보다 더욱 증가하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제20권3호
• /
• pp.423-448
• /
• 2015

In this paper the unsteady fluid-structure interaction (FSI) problems with large structural displacement are solved by partitioned solution approaches in the arbitrary Lagrangian-Eulerian finite element framework. The incompressible Navier-Stokes equations are solved by the characteristic-based split (CBS) scheme. Both a rigid body and a geometrically nonlinear solid are considered as the structural models. The latter is solved by Newton-Raphson procedure. The equation governing the structural motion is advanced by Newmark-${\beta}$ method in time. The dynamic mesh is updated by using moving submesh approach that cooperates with the ortho-semi-torsional spring analogy method. A mass source term (MST) is introduced into the CBS scheme to satisfy geometric conservation law. Three partitioned coupling strategies are developed to take FSI into account, involving the explicit, implicit and semi-implicit schemes. The semi-implicit scheme is a mixture of the explicit and implicit coupling schemes due to the fluid projection splitting. In this scheme MST is renewed for interfacial elements. Fixed-point algorithm with Aitken's ${\Delta}^2$ method is carried out to couple different solvers within the implicit and semi-implicit schemes. Flow-induced vibrations of a bridge deck and a flexible cantilever behind an obstacle are analyzed to test the performance of the proposed methods. The overall numerical results agree well with the existing data, demonstrating the validity and applicability of the present approaches.