• Title/Summary/Keyword: 고차 공간 차분법

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압축성 이상 유동(Two-Phase)의 고차 Upwind 수치해범 연구

  • 이성재;정문선;이원재;장근식
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.431-436
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    • 1998
  • 표면장력이 운동량 방정식에 고려되어 완전한 방곡형으로 변환된 이상유동 방정식에 그동안 적용이 까다로왔던 고차의 Upwind 수치 방법을 처음으로 적용하였다. 이로인하여 기존의 유한 차분 수치 해석방법에서 필연적으로 나타나는 인위적인 감쇄 및 수치적 확산 문제를 개선할 수 있는 방법이 본 연구에 의해서 개발되었다 개발된 수치스킴은 MUSCL기법을 이용한 Flux of extrapolation방법을 사용하였고 시간에 대해서는 Fractional time step방법을 이용하여 공간 및 시간에 대하여 이차의 정확도를 가지게 하였다. 개발된 방범의 수치실험 결과 기존의 유한 차분법에서 발생하는 제반의 문제점들을 보완하고 보다 개선된 해를 얻을 수 있는 가능성을 확인하였다.

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Optimized Compact Finite Difference Schemes for Computational Aeroacoustics (수치적 공력음향해석을 위한 집적유한차분법의 개발)

  • Lee D. J.;Kim J. W.
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 1995.10a
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    • pp.197-202
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    • 1995
  • 비정상(unsteady) 압축성(compressible) 유동에 의한 공력음향(aeroacoustics)을 모사하여 공력소음원을 해석하기 위해서는 고차(high order)의 정확도와 높은 해상도(resolution)를 가지며, 상대적으로 계산시간을 많이 필요로 하지 않는 외재적(explicit) 유한차분법이 필수적으로 요구된다. 이것은 주어진 차분방식과 격자계로써 공간과 시간상에 존재하는 미소크기의 파동성분들을 충분히 구현하여야 만족할 만한 수치해를 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는, 그러한 유한차분법 중 최근에 관심의 대상이 되고있는 삼각(tridiagonal)또는 오각(pentadiagonal) 집적유한차분법(compact finite difference scheme)이 최대의 해상도를 갖도록 하는 수학적인 방법을 개발하고, 이 방법으로써 새롭게 집적유한차분법을 최적화하였다. 개발된 최적화 방법은, 푸리에 해석법(Fourier analysis)을 통하여 파동수(wavenumber) 영역에서 수학적으로 계산된 위상오차(phase error)를 최소화하는 것이며, 이러한 개념과 방법은 본 연구에서 처음으로 집적유한차분법에 적용되었다. 여러가지 절단정확도(truncation order)에 대해서 최적화 된 집적유한차분법들이 실제 공간과 시간상에서 보여주는 정확도와 오차특성을 알아보기 위하여, 이 방법들을 1차원 선형파동방정식에 적용하였고, 이 결과를 통하여 가장 정확하고 효과적인 절단정확도의 집적유한차분법을 선별하였다. 특히, 오각(pentadiagonal)법에 비해 더욱 효율적인 6차 삼각(tridiagonal)법을 1차원 Euler방정식에 적용하여, 비선형 파동에 대한 모사를 수행할 수 있었다.

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Natural Convection from the Concave Wall in a Square Enclosure (오목벽면이 있는 밀폐공간에서 자연대류)

  • Park T. S.
    • Journal of computational fluids engineering
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    • v.7 no.1
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    • pp.28-35
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    • 2002
  • The effect of concave curvature on the natural convection has been numerically studied using the higher-order finite difference method. The heating wall in a enclosure is approximated by a cosine function. The heat transfer coefficient is analyzed for three Rayleigh numbers and five amplitudes. For Ra = 10/sup 8/ the separation and reattachment are observed on the adiabatic walls. The wall heat transfer are slightly changed by the increasing curvatures.

Application of DGFEM to 1D Boussinesq Equation (일차원 Boussinesq 방정식에 대한 불연속 갤러킨 기법의 적용)

  • Lee, Haegyun;Lee, Namjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.470-474
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    • 2016
  • Madsen et al. (2002)이 제안한 일차원 고차 Boussinesq 방정식에 대하여 불연속갤러킨 유한요소법(Discontinuous Galerkin Finite Element Method)을 적용하였다. 연속적인 Boussinesq 방정식에서 각 요소경계에 불연속을 허용할 수 있도록 공간차분하고, 시간방향으로 4차 Runge-Kutta 시간적분법, 각 요소사이에는 Lax-Friedrichs 수치흐름률을 사용하였다. 계산영역의 양쪽에 불필요한 파랑의 반사를 억제하도록 흡수층을 설치하였으며, 영역 내부에서 조파할 수 있도록 하였다. Luth et al.(1994)의 수중잠제 실험에 적용하여 관측값과 잘 일치함을 확인하였다.

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Numerical Study of High Resolution Schemes for GH2/GO2 Rocket Combustor using Single Shear Coaxial Injector (단일 전단 동축 분사기를 가지는 GH2/GO2 로켓 연소기의 고해상도 수치해석)

  • Jeong, Seung-Min;Um, Jae-Ryeong;Choi, Jeong-Yeol
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.22 no.6
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    • pp.72-83
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    • 2018
  • In this study, a series of CFD analyses were carried out for a hydrogen rocket combustor with a single shear coaxial injector. A hybrid RANS/LES approach was used for the turbulent combustion analysis with a two-dimensional axisymmetric configuration. Three reaction mechanisms, three spatial discretization methods, and three levels of grid resolution were compared to determine an appropriate CFD approach. The performance of the CFD prediction were investigated by comparing the wall heat flux with experimental data. Investigation of the flow field results provides an insight into the characteristics of the turbulent reacting flow of a rocket combustor with a shear coaxial injector.