• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.64-72
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• 2010

하이브리드 로켓 모터 내부에서는 산화제에 의한 주유동과 연료의 기화로 발생된 분출 유동이 상호작용을 하기 때문에 매우 강한 전단층이 발생되며 이에 기인한 시간특성이 나타나게 된다. 이 시간특성이 난류 유동장에 부과되면서 매우 복잡한 유동간섭 현상이 발생되게 되는데, 이와 같은 간섭현상이 외부교란에 대해 어떻게 반응하는지를 살펴보는 것은 안정적인 연소과정을 위해서 매우 중요하다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였으며, momentum forcing기법을 사용하여 특정주파수를 부과하는 집중교란(concentrated forcing)과 백색소음과 같은 넓은 범위의 주파수 특성을 부과하는 분산교란(distributed forcing)에 대한 유동의 반응을 살펴보았다. 두 경우 모두 모터의 하류에서 외부교란의 특성시간을 유지하였으나 비약적인 유동의 공진현상으로 연결되지는 않는다는 것을 확인하였다. 이는 외부교란의 특성은 시스템의 고유진동수 및 Kelvin-Helmholtz 불안정성에 기인한 특성 진동수와 함께 고려되어야 한다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2019

보나 여수로와 같은 수공구조물의 주변에서 발생하는 흐름 거동은 구조물 모서리에서 발생하는 흐름분리(flow separation)와 이에 따른 전단층(shear layer)과 재순환(recirculation) 흐름 영역의 발달 그리고 분리된 흐름의 재부착(reattachment)이 특징이다. 공학적으로 난류의 해석에 있어서 이러한 흐름 거동들을 정확하게 예측하는 것은 수공구조물 설계에 있어서 중요하다. 이 연구에서는 흐름 분리와 재순환 영역의 발달 그리고 흐름 재부착을 포함하는 후방계단(backward-facing step) 흐름을 155,000의 레이놀즈수 조건에서 하이브리드 RANS/LES 모델을 적용하여 해석결과를 평가한다. 하이브리드 모델로는 벽에 인접한 격자의 해상도에 상대적으로 민감하지 않은 SST(shear-stress transport) 난류 모델을 이용하는 DES(detached-eddy simulation) 기법을 적용하였다. 계단 높이가 h인 계산영역은 흐름방향 길이가 34h, 높이는 계단 상류와 하류에서 각각 1h와 2h 그리고 폭은 $2{\pi}$이다. 계단은 상류단으로부터 10h 하류부 지점에 위치한다. 경계조건으로 상부와 하부 벽면에 대해서는 비활조건을 적용한다. 상류부 수로에서 완전 발달한 흐름을 재현하기 위해서 유입경계조건은 유입부 하류 $2{\pi}h$ 지점에서 계산된 유속과 난류량을 매핑(mapping)기법을 이용하여 반복적으로 적용한다. 총 3.1백만개와 7.3백만개의 셀로 계산영역을 구현한 두 개의 계산격자 그리고 약 3.1백만개의 셀을 이용했지만 벽면 근처에서의 격자 구성을 다른 방식으로 설정한 두 가지 격자를 이용하여 격자 해상도가 DES 수치해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석결과는 본 연구에서 상류단 조건으로 적용한 매핑기법이 대상 수로에서 완전 발달한 흐름을 잘 재현함을 보여주며, 합리적인 DES 해석 결과를 얻기 위해서는 벽에 수직한 방향으로 적절한 격자의 해상도와 분포가 필요함을 보여준다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2083-2099
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• 1991

본 연구에서는 다른 실험 조건은 일정하게 유지하면서 아래 벽면의 표면조도 를 체계적으로 변화시켜 표면조도가 후향계단 뒤의 재부착 흐름 및 재발달경계층에 미 치는 영향을 조사하고자 하며 구체적인 내응은 다음과 같다. (1) 표면조도가 재부착 길이와 재발달경계층에 미치는 영향의 조사. (2) 표면조도가 평균속도와 난류량 분포 에 미치는 영향의 조사. (3) 여러 종류 표면조도 변화에 따른 재부착길이와 재발달 경 계층 회복에 미치는 영향과 결과의 상호 비교.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.18-25
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• 2013

초음속 축소-확대 노즐 유동을 정확하게 해석하기 위하여, 실험치와 해석값 사이의 비교를 통해 난류모델 성능평가를 수행한다. Boussinesq 가정을 적용한 RANS 방정식으로 2차원 노즐 유동을 해석하되, Spalart-Allmaras, RNG k-${\varepsilon}$, 그리고 k-${\omega}$ SST 난류모델을 평가에 사용한다. 각 모델들로 계산된 노즐 벽면의 압력구배 및 충격파 구조는 실험 데이터와 유사한 결과를 보였는데, 그 중에서도 SST 난류모델이 실험값에 가장 근접한 해석결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.72-83
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• 2018

본 연구에서는 단일 전단 동축 분사기를 이용한 수소 로켓 연소기의 전산유체 해석을 수행하였다. 2차원 축대칭 형상에서 난류연소 해석을 위해 hybrid RANS/LES 난류모델을 적용하였다. 적합한 해석기법을 찾기 위해 3가지 화학 반응기구, 3가지 고해상도 기법 및 3단계 격자해상도 조합을 비교하였다. 벽면 열유속을 실험결과와 비교하여 해석 성능을 살펴보았으며, 유동장 결과 분석으로 동축 분사기를 가지는 로켓 연소기의 난류연소특성을 살펴볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.639-646
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• 2014

난류모델에서 벽면처리법이 터빈 노즐 베인의 열전달 예측에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 본 연구를 위해 NASA의 C3X 터빈 노즐 베인을 사용하였다. 벽함수 방법, 저레이놀즈수 방법, 천이모델을 사용하여 베인 표면에서의 압력 및 온도를 해석하였다. 해석 결과 터빈 노즐 베인의 중간 압력분포는 각 벽면처리법에 따른 차이 없이 실험값과 잘 일치하였다. 그러나 터빈 노즐 베인의 온도와 열전달 계수는 각 벽면처리법에 따라 큰 차이를 보였다. 전반적으로 저레이놀즈수 방법과 천이모델은 벽함수 방법에 비해 온도 및 열전달 계수 예측에 특별한 이점을 보이지 않았으며, 벽함수 방법을 적용한 레이놀즈응력 난류모델이 터빈 노즐 베인 표면의 온도 및 열전달 계수를 비교적 잘 예측하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권4호
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• pp.23-30
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• 2009

The existing code which solves two-dimensional RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) equations and 2-equation turbulence model equations was modified to enable numerical simulation of various supersonic flows. For this, various boundary conditions have been implemented to the code. Bleed boundary condition was incorporated into the code for calculating wall mean flow quantities. Furthermore, boundary conditions for the turbulence quantities along rough surfaces as well as porous walls were applied to the code. The code was verified and validated by comparing the computational results against the experimental data for the supersonic flows over bleed region on a flat plate. Furthermore, numerical simulations for supersonic shock boundary layer interaction with a bleed region were performed and their results were compared with the existing computational results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.224-232
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• 2000

Four turbulent $k-{\varepsilon}$ models (i.e., standard model, modified models with streamline curvature modification and/or preferential dissipation modification) are applied in order to analyze the turbulent flow of wall-attaching offset jet. For numerical convergence, this paper develops a method of slowly increasing the convective effect induced by skew-velocity in skew-upwind scheme (hereafter called Partial Skewupwind Scheme). Even though the method was simple, it was efficient in view of convergent speed, computer memory storage, programming, etc. The numerical results of all models show good prediction in first order calculations (i.e., reattachment length, mean velocity, pressure), while they show some deviations in ·second order (i.e., kinetic energy and its dissipation rate). Like the previous results obtained by upwind scheme, the streamline curvature modification results in better prediction, while the preferential dissipation modification does not.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.280-286
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• 2002

It has been long suspected that the transition region may give rise to local pressure fluctuations and radiated sound that are different from those created by the fully-developed turbulent boundary layer at equivalent Reynolds number. Experimental investigation described in this paper concerns the characteristics of pressure fluctuations at the transition. Flush-mounted microphones and hot wires are used to measure the pressure fluctuations and local flow velocities within the boundary layer in the low noise wind tunnel. From this experiment we could observe the spatial and temporal development process of T-S wave using Wigner-Ville method and find the relations between the characteristic frequency of T-S wave and free stream velocity and the boundary layer thickness based on nondimensional pressure spectra scaled on outer variables.

• 소음진동
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• 제10권4호
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• pp.602-609
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• 2000

When an axisymmetric body moves through air the boundary layer near the stagnation region remains laminar and subsequently it goes through transition to turbulent. The experimental investigation described in this paper concerns the characteristics of wall pressure fluctuations at the initial stage of boundary layer flow including transition. Flush-mounted microphones are used to measure the wall pressure fluctuations at the transition and turbulent boundary layer region of a blunt axisymmetric body in the low noise wind tunnel. It if found from this study that the wall pressure fluctuations in the transition region is higher than that in the turbulent region.