• 제목/요약/키워드: 격자볼츠만방법

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혼성 격자볼츠만 방법을 이용한 공동 형상 내부에서의 혼합 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigation of Mixing Characteristics in a Cavity Flow by Using Hybrid Lattice Boltzmann Method)

  • 신명섭;전석윤;윤준용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권7호
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    • pp.683-693
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    • 2013
  • 본 연구에서는 혼성 격자볼츠만 방법(HLBM)을 이용하여 상판이 일정한 속도로 움직이는 공동 형상 내부에서의 혼합 특성에 대하여 수치적으로 연구하였다. 먼저, 공동 형상에서 기존의 신뢰성 있는 유동장 결과와의 비교를 통해 LB-SRT 모델과 LB-MRT 모델의 신뢰성을 검토하였다. 두 모델 모두 기존의 연구결과와 유사한 결과를 보였으나, LB-MRT 모델이 LB-SRT 모델보다 높은 Re수에서는 수치적 안정성이 높은 것을 확인하였다. 수치적 안정성이 좋은 LB-MRT 모델을 토대로 유한차분법을 적용한 HLBM을 이용하여 공동 형상 내부에서의 농도장을 수치 해석하였다. Re수와 Pe수를 변화하여 공동 형상 내부의 혼합 특성과 물질 전달 형태에 대하여 파악하였다.

차분격자볼츠만법에 ALE모델을 적용한 이동물체 주위의 흐름 및 유동소음의 수치모사 (Computations of Flows and Acoustic Wave Emitted from Moving Body by ALE Formulation in Finite Difference Lattice Boltzmann Model)

  • 강호근
    • 한국해양공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.48-54
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    • 2006
  • In this paper, flowfield and acoustic-field around moving bodies are simulated by the Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) formulation in the finite difference lattice Boltzmann method. Some effects are checked by comparing flaw about a square cylinder in ALE formulation and that in the fixed coordinates, and both agree very well. Matching procedure between the moving grid and fixed grid is also considered. The applied method in which the both grids are connected through buffer region is shown to be superior to moving overlapped grid. Dipole-like emissions of sound wave from harmonically vibrating bodies in two- and three-dimensional cases are simulated.

다상 격자 볼츠만 방법을 이용한 수조 핵비등 직접 수치 모사: 예비 연구 (Direct Numerical Simulation of the Nucleate Pool Boiling Using the Multiphase Lattice Boltzmann Method : Preliminary Study)

  • 유승엽;고성호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.45-53
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    • 2011
  • Multiphase lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the nucleate pool boiling directly. For the phase change model, the thermal model and the Stefan boundary condition were introduced to the isothermal LBM. The phase change model was validated by the bubble growth in a superheated liquid under no gravity. The bubble growth on and departure from a superheated wall has been simulated successfully. The preliminary results showed that the detail process of nucleate pool boiling was in good agreement with the experimental results.

2상 격자 볼츠만 방법을 이용한 접촉각과 Bubble Necking 2차원 수치 모사 (Two-dimensional Numerical Simulation of the Contact Angle and the Bubble Necking Using the Two Phase Lattice Boltzmann Method)

  • 유승엽;김재용;고성호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.10-17
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    • 2011
  • Free energy based lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the contact angle and the bubble necking with large density ratio. LBM with the proper contact angle model is able to reduce the spurious currents and eliminate the singularity in the contact lines. The numerical results of the contact angles are satisfied with the Youngs law. For bubble necking flows, simulations are executed for various viscosities and contact angles. The phenomena of the bubble necking are simulated successfully and the subsequent results are presented. The present method is also applicable to the nucleate boiling flows.

격자볼츠만기법을 이용한 전동차용 견인전동기 공력소음 저감 설계 (DESIGN FOR AERODYNAMIC NOISE REDUCTION OF RAILWAY TRACTION MOTOR USING LBM)

  • 김준형;기호철;변성준;노주현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.103-109
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    • 2017
  • The aerodynamic noise reduction of railway traction motor is required to satisfy new enhanced Korean noise regulations for a train. This paper is the study result on a noise reduction of a railway traction motor using Lattice Boltzmann Method(LBM). To verify the reliability of numerical analysis, the noise performance of the base model evaluated using LBM, and calculated result was compared with the experimental data. In addition, main noise sources were selected to design parameters through analyzing the flow field of the base model. Based on the noise sources analysis result, a design improvement model of traction motor for this study was derived to reduce the noise. The performance of a design improvement model was evaluated by applying a validated numerical scheme. As a result, it was confirmed that the noise was reduced due to the suppression of the internal turbulent flow components.

딥러닝 샘플 생성을 위한 포아즌-볼츠만 방정식의 대수적 멀티그리드를 사용한 수치 예측 (An algebraic multigrids based prediction of a numerical solution of Poisson-Boltzmann equation for a generation of deep learning samples)

  • 신광성;조광현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.181-186
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    • 2022
  • 포아즌 볼츠만 방정식 (Poisson-Boltzmann equation, PBE)은 생물물리, 콜로이드 화학 등에서 등장하는 문제들을 모델링하는데 사용되는 방정식이다. 따라서 PBE의 수치해를 효율적으로 예측하는 것은 중요한 이슈이다. 저자들은 기존의 연구에서 PBE를 풀기위한 딥러닝 방법을 제안하였으나, 딥러닝을 훈련하기 위한 샘플을 생성하는 시간이 컸다는 어려움이 있었다. 본 논문에서는 FEM 수치해를 생성하는데 걸리는 시간을 줄이는 두가지 방안을 마련하였다. 첫째로 대수 방정식을 만들 때 bilinar form에 포함되는 penalty 파라메터를 실험적으로 조정하였다. 두 번째로, 대수적멀티그리드 기법을 활용하여 대수 방정식의 컨디션 넘버를 meshsize와 무관하게 만들었다. 따라서 PBE 방정식의 대수 방정식을 풀 때 계산 시간을 효과적으로 줄였다. 이러한 대수적 멀티그리드를 사용한 방법은 다양한 분야에서 딥러닝의 샘플을 생성하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Lattice Boltzmann Method를 이용한 2차원 자유수면 시뮬레이션 기법연구 (Feasibility Study on the Two-dimensional Free Surface Simulation Using the Lattice-Boltzmann Method)

  • 정노택
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.273-280
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    • 2012
  • 전산유체역학의 격자볼츠만법은 Navier-Stokes방정식의 시뮬레이션 기법 보다 비교적 간략한 이산화 방식으로 인하여 공학적 응용성을 더욱 넓혀 가고 있다. 본 논문에서는 단일 완화계수 및 D2Q9 방식으로 중력장하에서 액체영역에서의 다이나믹스만 계산하는 자유수면 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 활용성을 검증하였다. 자유표면의 재구성방법, 분포함수의 조합으로 이루어진 경계조건, 표면장력, 중력장의 안정화, 격자의존성, 자유수면 끝단의 하단 벽면 이동 검증등을 수행하였으며, 그 결과치가 실험치의 데이터와 일치함을 보였다.

격자 볼츠만 방법을 이용한 덕트 내 쌍둥이 직렬배열 사각 실린더에 의한 Aeolian 순음소음 고찰 (Investigation Into Aeolian Tone Noise by Twin Tandem Square Cylinders in duct Using Lattice Boltzmann Method)

  • 이송준;정철웅
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제24권12호
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    • pp.962-968
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    • 2014
  • The lattice Boltzmann method(LBM) has attracted attention as an alternative numerical algorithm for solving fluid mechanics since the end of the 90's. In these days, its intrinsic unsteadiness and rapid increase in computing power make the LBM be more applicable for computing flow-induced noise as well as fluid dynamics. The lattice Boltzmann method is a weakly compressible scheme, so we can get information about both aerodynamics and aeroacoustics from single simulation. In this paper, numerical analysis on Aeolian tone noise generated by tandem-twin square cylinders in duct is performed using the LBM. For simplicity, laminar two-dimensional fluid models are used. To verify the validity and accuracy of the current numerical techniques, numerical results for the laminar duct and the cylinder flows are compared with the analytical solution and the measurement, respectively. Then, aerodynamic noise of the twin tandem square cylinders is investigated. It is shown that the aerodynamic noise from the twin tandem square cylinders can be reduced by controlling the distance between the cylinders.

2상 격자 볼츠만 방법을 이용한 상승하는 기포 유동 2차원 수치 모사 (Two-dimensional Numerical Simulation of the Rising Bubble Flows Using the Two Phase Lattice Boltzmann Method)

  • 유승엽;박천태;한승열;고성호
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.31-36
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    • 2010
  • Free energy based lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the rising bubble flows with large density ratio. LBM with compact discretization is able to reduce the spurious current of the static bubble test and be satisfied with the Laplace law. The terminal rise velocity and shape of the bubbles are dependent on Eotvos number, Morton number and Reynolds number. For single bubble flows, simulations are executed for various Eotvos number, Morton number and Reynolds number, and the results are agreed well with the experiments. For multiple bubbles, the bubble flow characteristics are related by the vortex pattern of the leading bubble. The coalescence of the bubbles are simulated successfully and the subsequent results are presented. The present method is validated for static, dynamic bubble test cases and compared to the numerical, experimental results.