• 제목/요약/키워드: 나비어-스톡스

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저속 유동 계산의 수렴성에 미치는 특성 조건수의 영향 II : 나비어스톡스 방정식 (Effects of Characteristic Condition Number on Convergence in Calculating Low Mach Number Flows, II : Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.123-130
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    • 2008
  • 예조건화 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성에 미치는 특성 조건수의 영향을 조사하였다. Choi와 Merkle 예조건화를 적용한 경우와 온도 예조건화를 적용한 경우의 수렴 특성을 분석하였다. 공간차분을 위해 예조건화 Roe의 FDS 기법을 적용하였고, 시간적분을 위해 LU-SGS 기법을 적용하였다. 나비어스톡스 방정식의 수렴 특성은 특성 조건수에 크게 영향을 받으며, 최적의 특성 조건수가 존재하는 것을 보였다. 그리고 점성 유동의 최적 특성 조건수는 비점성 유동에 비해 큰 것으로 나타났다.

온도예조건화 나비어스톡스 방정식의 계산오차 문제 완화 방법 연구 (An Approach to Alleviate Cancellation Problem of Temperature Preconditioned Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.11-19
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    • 2010
  • 온도예조건화 나비어스톡스 방정식의 계산오차를 줄이기 위한 방법을 제시하였다. 이 방법은 또한 기존 예조건화 방법론에도 적용하였다. 제시된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 다양한 마하수의 원형 실린더 주위의 단열 층류 점성 유동을 계산하였다. 엔탈피의 재정의를 통해 총엔탈피의 크기 정도를 줄임으로써 계산오차에 의한 온도예조건화의 수렴성 문제가 해결됨을 보였다.

저속 유동 계산의 수렴성 개선을 위한 온도예조건화 II: 나비어스톡스 방정식 (Temperature Preconditioning for Improving Convergence Characteristics in Calculating Low Mach Number Flows, II: Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1075-1081
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    • 2007
  • 온도예조건화 방법을 Navier-Stokes 방정식에 적용하여 보았다. 그리고 Navier-Stokes 방정식에 적절한 기준마하수를 결정하기 위해 확산마하수 개념을 도입하였다. 다양한 레이놀즈수에 대한 실린더 주위의 2차원 유동을 계산하였다. 온도예조건화를 Navier-Stokes 방정식에 적용한 결과, 수렴특성이 주목할 만큼 개선되는 것을 보였다. 그리고 확산마하수로 수정한 기준마하수는 국부적으로 마하수가 낮은 영역의 수렴성 문제를 상당히 완화시키는 것을 확인하였다.

천음속 원심압축기의 공력설계 및 수치해석 (Aerodynamic Design and Numerical Analysis on a Transonic Centrifugal Compressor)

  • 최재호
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.56-62
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    • 2008
  • 가스터빈에 적용되는 천음속 원심압축기에 대한 공력설계 및 수치해석을 수행하였다. 평균유선법과 준삼차원 해석을 기반으로 공력설계를 수행하고, 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 해석을 통해 압축기 내부 유동장을 해석하였다. 천음속 압축기에서 정압계수, 스월 파라미터 및 블레이드 공력하중 등 주요 공력파라미터들에 대한 분석과 임펠러와 디퓨저 내부 유동장에 대한 고찰이 이루어졌다.

2차원 익렬 익형의 최적역설계 (Optimum Inverse Design of 2-D Cascade Airfoil)

  • 조장근;박원규
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권4호
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    • pp.17-23
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    • 2002
  • 2차원 익렬 익형의 표면에 목적하는 압력계수 분포를 설정하고 그 압력계수의 분포에 해당하는 형상을 설계하기 위해 임의의 초기형상으로부터 목적 형상에 근접해가도록 최적화 기법을 도입하여 역설계를 수행하였다. 목적함수인 표면압력계수를 구하기 위해 비직교 일반좌표계상의 2차원 비압축성 나비어-스톡스 방정식을 사용하였으며 목적함수의 감소를 위해서는 최속강하법과 공액 경사도 방법을 사용하였다. 해의 탐색방향을 위해 1차 정확도의 유한 차분화를 행하였고, 해의 탐색거리를 위해 황금분할법을 사용하였다. 본 연구의 결과, 목적한 형상으로의 수렴성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.

비정상 CFD 코드를 이용한 주기성 하모닉 진동 평판 위의 점성유동 수치해석 (Numerical Analysis of Viscous Flow on the Periodic Oscillating Flat Plate using Unsteady CFD Code)

  • 이은석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.1000-1002
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    • 2017
  • 본 연구에서는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 내재적 이중시간 전진기법은 가상시간에 대한 새로운 잔류항을 도입하는 개념으로 비정상 잔류항에 실시간 미분항을 더한 잔류항을 가상시간으로 푸는 기법이다. 비정상 코드 검증 방법으로 Stokes 2nd 문제인 '주기성 하모닉 진동을 하는 평판 위의 층류 유동'을 해석하였다. 계산된 속도분포와 마찰계수를 방정식 이론적 해와 비교한 결과 매우 근접한 수치해를 얻을 수 있었다.

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비구조형 삼각형 격자에 대한 SMAC기법을 이용한 비압축성 나비어-스톡스 방정식 해법 개발 (Development of an Incompressible Navier-Stokes Solver using SMAC Algorithm on Unstructured Triangular Meshes)

  • 남현식;문영준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 1997년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.55-60
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    • 1997
  • An unstructured finite volume method is presented for seeking steady and unsteady flow solutions of the two-dimensional incompressible viscous flows. In the present method, SMAC-type algorithm is implemented on unstructured triangular meshes, using second order upwind scheme for the convective fluxes. Validation tests are made for various steady and unsteady incompressible flows. Convergence characteristics are examined and accuracy comparisons are made with some benchmark solutions.

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V-형 사각리브에 의한 난류열전달 해석 (Analysis of turbulent heat transfer over V-shaped ribs)

  • 이영모;김광용
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.169-172
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    • 2005
  • Numerical analysis of turbulent flow in three-dimensional channel with V-shaped ribs extruded on both walls has been carried out. Reynolds-averaged Navier-Stokes are calculated for analysis of fluid flow and heat transfer. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for heat transfer rate show good agreements with experimental data.

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정익 슈라우드 공기분사가 단단 천음속 축류압축기의 공력성능에 미치는 영향 (Effects of Stator Shroud Injection on the Aerodynamic Performance of a Single-Stage Transonic Axial Compressor)

  • 딩꽁쯔엉;마상범;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제41권1호
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    • pp.9-19
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    • 2017
  • 본 연구에서는 단단 천음속 축류압축기 정익부 슈라우드에 공기분사기를 설치하는 방안을 제시하고 이 것이 공력성능에 미치는 영향을 분석하기 위해 매개변수 연구를 수행하였다. 분사기의 곡률, 폭, 정익 앞전으로부터의 거리, 원주방향 각도 및 공기분사 비율을 변수로 선정하였고, 각 변수의 변화에 따른 공력성능 영향을 분석하기 위해 삼차원 레이놀즈평균 나비어-스톡스 방정식을 사용한 공력해석을 수행하였다. 매개변수 연구 결과, 정익 분사가 적용된 단단 축류압축기의 공력성능이 향상되었고, 공력성능이 공기분사 비율에 민감한 영향을 받는 것이 확인되었다. 원주방향 각도의 비율이 10%일 때 전압력비와 단열 효율이 가장 크게 향상되었다.

발전소용 고압 바이패스 밸브의 유동해석 (Analysis of Flow through High Pressure Bypass Valve in Power Plant)

  • 조안태;김광용
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2558-2562
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    • 2007
  • In the present work, flow characteristics analysis has been performed for steam turbine bypass control valve (single-path type). The numerical analysis is performed by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. Shear stress transport (SST) model is used as turbulence closure. Symmetry condition is applied at the mid plane of the valve while adiabatic condition is used at the outer wall of the cage. Grid independency test is performed to find the optimal number of grid points. The pressure and temperature distributions on the outer wall of the cage are analyzed. Mass flow rate at maximum plug opening condition is compared with the designed mass flow rate.

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