• 제목/요약/키워드: 비점성 압축성 유동

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고 아음속 터빈 캐스케이드 유동 해석을 위한 패널법의 압축성 보정 (Compressibility correction of the Panel Method in Flow Analysis of a High Subsonic Turbine Cascade)

  • 김학봉;김진곤;곽재수;강정식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.49-54
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    • 2007
  • 오일러나 Navier-Stokes방정식을 통한 터빈 캐스케이드 유동 해석은 비교적 정확한 해를 구할 수 있으나 많은 계산 시간을 필요로 한다. 비점성, 비압축성 유동에 적용이 가능한 패널법은 빠르고 합리적인 유동 정보를 얻을수 있지만 고속 유동의 경우 압축성 보정이 반드시 이뤄져야한다. 본 논문에서는 압축성이 보정된 패널법을 이용하여 터빈 블레이드 표면의 속도 분포를 계산하였다. 그 결과, 압축성이 보정된 패널법의 결과는 실험이나 유한 체적법에 의해 계산된 결과와 잘 일치하였다.

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고 아음속 터빈 캐스케이드 유동 해석을 위한 패널법의 압출성 보정 (Compressibility correction of the Panel Method in Flow Analysis of a High Subsonic Turbine Cascade)

  • 김학봉;김진곤;곽재수;강정식
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.23-28
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    • 2008
  • 오일러나 Navier-Stokes 방정식을 통한 터빈 캐스케이드 유동 해석은 비교적 정확한 해를 구할 수 있으나 많은 계산 시간을 필요로 한다. 비점성, 비압축성 유동에 적용이 가능한 패널법은 빠르고 합리적인 유동 정보를 얻을 수 있지만 고속 유동의 경우 압축성 보정이 반드시 이뤄져야한다. 본 논문에서는 압축성이 보정된 패널법을 이용하여 터빈 블레이드 표면의 속도 분포를 계산하였다. 그 결과, 압축성이 보정된 패널법의 결과는 유한 체적법에 의해 계산된 결과와 잘 일치하였다.

유동방향의 초원형 오리피스 형상 변화가 관유동에 미치는 동특성 연구 (A Dynamic Characteristics of the Tube Flow with the Variations of the Axially-Positioned Super-Circled Orifice Shape)

  • Kim, Youn J.;Lee, Sang-Sub
    • 에너지공학
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    • 제6권1호
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    • pp.52-57
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    • 1997
  • 유동방향으로 초원형 형상을 갖는 잘록한 관내의 압축성 유동에 관한 동특성을 수치적으로 연구하였다. MacCormack의 양해법, 즉 예측자/보정자 단계를 거친 시간 진행법을 이용하여 Euler 방정식의 해를 구하였는데, 관내 유동은 이차원, 비점성, 압축성 유동이라 가정하였다. 관의 직경비와 형상비가 압력분포에 미치는 영향을 광범위하게 고찰하였으며, 본 연구에서 개발한 전산프로그램을 이용한 수치 결과는 상용코드인 FLUENT를 이용한 결과와 비교하여 일치된 결과를 얻을 수 있었다.

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비압축성 유동 해석을 위한 압축성 유동 해석자 확장 (Extension of Compressible Flow Solver to Incompressible Flow Analysis)

  • 김동욱;김민수;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권6호
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    • pp.449-456
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    • 2021
  • 본 연구에서는 저마하수 예조건화 기법이 적용된 기존 압축성 해석자의 해석 범위를 최소한의 수정으로 비압축성 유동해석이 가능하도록 확장하는 전략을 제시하였다. 이를 위해 압축성 총 에너지 방정식과 동일한 형태의 에너지 방정식을 사용하였다. 이러한 에너지 방정식은 비압축성 지배방정식인 연속방정식, 열에너지 방정식과 역학적 에너지방정식의 선형 조합을 통해 얻어진다. 이렇듯 압축성 방정식과 동일한 형태를 갖는 비압축성 지배방정식에 시간 전진 기법을 적용하기 위해 Turkel의 가상 압축성 기법을 적용하였다. 또한 Roe 평균이 공통의 압축성/비압축성 지배방정식에서 모두 유효함을 보였다. 압축성 해석자에 위 내용을 적용하여 비압축성 해석이 가능하도록 확장하는 과정은 본래의 압축성 해석자를 이용한 압축성 해석에 아무런 영향이 없다. 확장된 해석자를 통한 비압축성 해석 검증을 위해 비점성, 층류 그리고 난류 유동에 대한 순차적 해석을 수행하였다.

3차원 저속 압축성 유동 해석을 위한 국소 예조건화 기법 적용 연구 (Application of A Local Preconditioning Method for 3-D Compressible Low Mach Number Flows)

  • 유일용;진민석;곽인근;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.939-946
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    • 2008
  • 압축성 유동장 해석을 위해 개발된 전산유체역학 프로그램의 응용범위를 확장하여 비압축성 유동장을 해석하고자 할 경우 해의 수렴성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 수렴성 저하 문제는 지배방정식의 수학적 특성에 기인하며 예조건화 방법을 이용하면 지배방정식의 큰 수정 없이 해결할 수 있다. 본 논문은 예조건화 기법을 적용한 압축성 유동해석 프로그램을 개발하여 수렴성의 문제없이 저속의 비압축성 유동장 해석의 적용에 관한 내용을 다루고 있다. 개발된 프로그램의 정확성과 수렴특성을 확인하기 위해 정상상태의 비점성 및 층류 그리고 난류 문제에 대하여 해석하였으며 이를 실험치와 비압축성 계산치와 비교하였다

압축성 회전 유동에서의 비점성 Taylor-Proudman column 유동 (Taylor-Proudman Column Flows in a Compressible Rotating Fluid)

  • 박준상
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.27-32
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    • 2001
  • A study has been made of the condition to maintaining Taylor-Proudman column flows in a compressible rotating fluid, which is driven by small mechanical and/or thermal perturbations imposing on the container wall in the basic state of isothermal rigid body rotation. The Rossby and system Ekman numbers are assumed to be very small. The Taylor-Proudman column flow can be produced when energy parameter, e, becomes constant on the whole flow region. Energy balance concept, related to energy parameter, and its physical interpretation are given with comprehensive discussions.

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극초음속 유동장의 경계층 해석 (Boundary Layer Analysis in a Hypersonic Flow Field)

  • 손창현;최승;문수연;김재영;이열화
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.165-173
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    • 2004
  • Matching inviscid and boundary layer methods are developed for analysis of hypersonic flow with thick boundary layer. The new equations match all the boundary layer properties with a variation in the inviscid solution near the edge, except for the normal velocity. Computational comparison are peformed for incompressible and compressible flows over a flat plate. Results from the present method are compared with Wavier-Stokes solutions. The present results are in good agreement with Wavier-Stokes solutions. They show that the new technique can provide improved predictions of heating rates and skin friction predictions for preliminary design of vehicles where shear layers and entropy layer swallowing are importantfor for preliminary design.

비점성 유동 해석을 통한 초음속 흡입구의 부가항력 산출 (Additive Drag Computation of Supersonic Inlet by Numerical Analysis on Inviscid Flow)

  • 정석영;이정화;김민규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.387-395
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    • 2015
  • 초음속 흡입구의 부가항력을 계산하는 효율적인 방법을 개발하였으며 이 방법은 상용 유동 해석 소프트웨어인 STAR-CCM+을 사용한 유동 해석 결과를 이용한다. STAR-CCM+는 다면체 형상의 격자를 이용하여 효율적인 3차원 유동 해석을 수행할 수 있다. 세 가지 형상의 흡입구에 대해 두 가지의 유동 마하수와 여러 유량비 조건에 대한 해석을 수행하고 본 방법을 이용하여 부가항력을 계산하였으며 계산 결과를 풍동시험 결과와 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻었다. 초임계 조건에 대한 초음속 흡입구 주위의 3차원 유동 해석은 비점성 가정을 사용하고 있지만, 점성 효과를 제외한 것이 부가항력 산출에 큰 영향을 주지 않은 것으로 사료되며 적은 격자와 단순한 경계조건의 사용이 가능하여 격자 생성과 유동 해석에 소요되는 노력과 시간의 절약으로 인해 효율적인 부가항력 산출에 기여했다고 판단된다.

비압축성과 압축성 유동에 있어서 비점성 유동과 경계층 유동의 결합 (Matching inviscid and boundary layer method for incompressible and compressible flows)

  • 손창현;문수연;이정윤
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1966-1971
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    • 2003
  • Matching inviscid and boundary layer methods are developed for hypersonic flow with thick boundray layer. The new equations match all the boundary layer properties with a variation in the inviscid solution near the edge, except for the normal velocity. Computational comparison are performed for incompressible and compressible flows over a flat plate. Results from the present method are compared with Navier-Stokes solutions. The present results are in good agreement with Navier-Stokes solutions. They show that the new technique can provide improved heating rates and skin friction predictions for preliminary design of vehicles where shear layers and entropy layer swallowing are important.

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저속 압축성 유동에서 예조건화 방법을 이용한 수렴성 증진에 대한 연구 (A Study on Convergence Enhancement Using Preconditioning Methods in Compressible Low Speed Flows)

  • 이재은;박수형;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권8호
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    • pp.8-17
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    • 2005
  • 저속 압축성 유동에서 사용하는 예조건화 기법은 수렴성 증진에 효과적이다. 본 연구에서는 일반적인 오일러 지배 방정식과 각각 다르게 무차원화한 세 가지 종류의 예조건화 기법을 3차 공간 정확도의 MUSCL, DADI, 다중 격자, 국소 시간 전진 기법을 이용하여 2차원 비점성 bump 유동에 적용하였다. 결과적으로 국소 예조건화 기법에 전역 예조건화 기법의 압력 항 무차원화 방법을 적용하면, 마하수에 무관한 수렴 특성을 얻을 수 있다. 또한, 점근해석을 이용하여 각 예조건화 기법의 특성에 대해 언급하였다.