• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1995.10a
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• pp.225-234
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• 1995

터빈익렬내부의 유동해석을 위해 비압축성 점성유동해석을 이용한 수치 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 2차원의 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 일반화된 곡선좌표계로 전환하여 암시적으로(implicitly) 반복적인 시간진행방법을 이용하여 유동해석을 하였다. 지배방정식의 각항들은 시간에 대해 1차의 정확도 그리고 영역에 대해서는 2차의 정확도, 대류항에 대해서는 3차의 정확도를 가지는 Upwind기법을 적용하였다. 특히, 실험적 접근이 매우 어려운 터빈의 정익과 회전하고 있는 동익과의 상호운동을 멀티블럭기법과 데이터 interface를 통해 보다 쉽게 해석할 수 있었다. 본 연구결과는 정익만을 계산한 타 연구자의 결과와의 비교시 매우 일치하였으며 물리적인 유동을 잘 파악할 수 있었다. 난류유동 해석을 위해서 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.34 no.1
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• pp.36-45
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• 2015

Recently, a lot of studies have been made about the methods used to generate turbulent velocity fields stochastically in order to effectively predict broadband flow noise. Among them, the FRPM (Fast Random Particle Mesh) method which generates turbulence with specific statistical properties using turbulence kinetic energy and dissipation obtained from the steady solution of the RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) equations has been successfully applied. However, the FRPM method cannot be applied to the flow noise problems involving intrinsic unsteady characteristics such as centrifugal fan. In this paper, to effectively predict the broadband noise generated by centrifugal fan, U-FRPM (unsteady FRPM) method is developed by extending the FRPM method to be combined with the unsteady numerical solutions of the unsteady RANS equations to generate the turbulence considered as broadband noise sources. Firstly, an unsteady flow field is obtained from the unsteady RANS equations through CFD (Computational Fluid Dynamics). Then, noise sources are generated using the U-FRPM method combined with acoustic analogy. Finally, the linear propagation model which is realized through BEM (Boundary Element Method) is combined with the generated sources to predict broadband noise at the listeners' position. The proposed technique is validated to compare its prediction result with the measured data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1272-1281
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• 1990

A numerical study to predict the contamination behavior in a room being contaminated has been performed. The room with one inlet and three exits, which maintained same pressure at the ceiling, has been chosen as test model. Six sets of calculation have been performed, for one, two or three contamination sources of 1*10$^{-4}$ kg$_{c}$/s strength at two different velocities(0.2m/s, 20m/s). Numerical results show that the number the contamination concentration near the first source increased by every 20%-30% of the maximum concentration for each increase of the contamination source.e.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.17-17
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• 2000

이젝터-디퓨저 시스템은 고압의 기체를 노즐로 팽창시켜서 얻은 대량의 운동에너지를 이용하여 낮은 에너지를 가지는 주변의 기체를 외부로 배출시키는데 이용되는 유체 역학적 펌프이다. 이젝터-디퓨저 시스템은 작동부가 없고 구조가 단순하여 설치/보수 및 시스템 전체의 경량화에 많은 이점이 있으므로 그 활용도가 증대하고 있는 추세이다. 그러나 이젝터-디퓨저를 지나는 초음속 유동은 복잡한 충격파 및 난류현상들로 인하여 그 물리적 특성들이 명확히 알려지지 않았다. 특히 이러한 제현상들의 간섭과 전단층의 불안정성 때문에 발생하는 비정상성은 1차 유동과 2차 유동의 혼합작용에 영향을 미쳐, 결국 시스템 전체의 배기성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 소음과 진동을 발생시켜 시스템의 안정적인 운전을 방해한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1995.11a
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• pp.87-96
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• 1995

인공위성의 궤도진입에 사용되는 액체추진제 로켓엔진의 개발에서 분사기 설계를 적절히 수정, 보완 할 목적으로 수행된 핵심부품별 유동해석의 내용이 기술되었다. 단일 격자계를 구성하기 어려운 복잡한 형상의 분사기 유동장에 대한 격자계 구성을 용이하게 하고, 3차원의 점성 유동해석을 컴퓨터 기억 용량에 제한없이 수행하기 위한 다중블럭 격자기법이 사용되었다. 분사기의 내부유동은 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식으로 pseudocompressibility 방법을 이용하여 수치모사되었다. 정상상태의 해는 근사 인자분해에 의한 ADI 기법으로 계산되고, 공간미분항에 대해 nonstaggered 격자계에서 2차 중앙차분을 사용하며 수치해의 안정성을 위해 인공점성항을 추가하였다. 난류계산을 위해 Baldwin- Lomax의 대수적 난류모델에 다수의 벽면효과를 고려하였다. 해석결과는 분사기의 성능에 영향을 미칠 수 있는 유동조건에 따라 분석되었다.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.28 no.2
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• pp.12-17
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• 2020

Even though the benefit of flight at high angle-of-attack is to be able to reduce the speed of flight and maneuvers in complex flight environment, the flight at high angle-of-attack, however, is easy to be in stall which is characterized by sever unsteady flow separation over an airfoil. Current unsteady numerical analysis using DES was conducted to predict the aerodynamic characteristics of a NACA 0021 airfoil at high angle-of-attack conditions. And this provides the comparison with the steady numerical one with the typical turbulence models. The unsteady calculation by DES is appropriate in terms of predicting the aerodynamic performance of NACA 0021 airfoil at high angle-of-attack conditions.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.678-681
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• 2010

In the present work, a numerical study is conducted to investigate the effect of the transient nozzle pressure ratio (NPR) on the flow fields inside the nozzle. The unsteady, compressible, axisymmetric, Navier-Stocks equations with SST $k-{\omega}$ turbulence model are solved using a fully implicit finite volume scheme. In order to simulate the start-up and shut-down processes of the engine, NPR is varied from 2.0 to 10.0. It is observed that the interaction patterns and the hysteresis phenomenon strongly depend on the time variation of NPR, leading to significantly different characteristics in the lateral forces.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.310-313
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• 2006

The present study aims at investigating the effectiveness of a new passive cavity flow control technique, sub-cavity. The characteristics of cavity flow oscillation with the device are compared with those with other control techniques tested previously, including a triangular bump and blowing jet. In the computation, the three-dimensional, unsteady Navier-Stokes equations governing the supersonic cavity flow are solved based on an implicit finite volume scheme spatially and multi-stage Runge-Kutta scheme temporally. Large eddy simulation (LES) is carried out to properly predict the turbulent features of cavity flow. The present results show that the pressure oscillation near the downstream edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations, and the amplitude of the pressure oscillation can be reduced in the presence of a sub-cavity.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.7
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• pp.79-88
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• 2006

In the present paper, the swirl flow structure and flame characteristics of turbulent premixed combustion in a model gas turbine combustor are investigated using large eddy simulation(LES). A G-equation flamelet model is employed to simulate the unsteady flame behavior. When inlet swirl number is increased, the distinct flow structures, such as the shapes of corner recirculation and center toroidal recirculation zone, are observed and the flame length is shorted gradually. Also, the phenomena of flashback are identified at strong swirl intensity. In order to get the accurate description of unsteady flame behavior, the predictive ability of the acoustic wave in a combustor is primarily evaluated. It is found that the vortex generated near the edge of step plays an important role in the flame fluctuation. Finally it is examined systematically that the flame and heat release fluctuation are coupled strongly to the vortex shedding generated by swirl flow and acoustic wave propagation from the analysis of flame-vortex interaction.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.