• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.1-8
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• 2004

본 연구는 다중 격자 Navier-Stokes 방정식 해석의 수렴성 향상을 그 목적으로 한다. 다중 격자 기법의 성능 향상을 위해 최근 많이 사용되고 있는 예조건화된 다단계 시간 전진 기법의 효율성 향상을 위한 연구를 수행하였다. 압축성 유동장 해석시 자주 이용되는 ADI 예조건자와 DDADI 예조건자의 수렴 특성 비교 연구를 수행하였다. 2차원 압축성 난류 유동장 해석에 적용함으로써 DDADI 예조건자가 ADI 예조건자에 비해 우수한 수렴특성을 가짐을 확인하였고, 이를 통하여 Fourier 해석을 통한 예조건화 특성 연구와 일치하는 수렴 특성을 확인하였다. Spalart-Allmaras(S-A) 난류 모델과 Baldwin-Lomax (B-L) 난류 모델의 적용을 통해 난류 모델에 따른 수렴성 비교를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.953-959
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• 1990

본 연구에서는 임의의 순간에서 난류유동장의 난류구조를 해석하기 위하여 Lumley의 특성 에디 분배법을 이용하였다. 이때 난류구조의 해석은 비등질성의 K-L 전개와 등질성의 푸리에 전개로 표현하여 그 수렴성, 레이놀즈 수의 영향 등 여러가지 특성을 연구하였다. 본 연구에서 선정한 비등질성 난류유동장은 Chambers등이 연구 한 랜덤력을 갖는 Burgers 방정식을 수치적으로 풀어서 얻었다. 이와 같은 난류유동 장을 K-L전개와 푸리에 전개로 표현할 때에 수렴성은 레이놀즈 수가 서로 다르고 또한 전개항의 수가 다를 때에 RMS 오차를 가지고 비교하였다.여기서 푸리에 전개 계수 들은 Galerkin 방법으로 구하였다.

• 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.

• 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.

• 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

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.226-232
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• 2017

본 연구에서는 RAE "A" 날개-축대칭 동체 형상을 이용하여 유동흐름 방향, Span 방향과 동체 둘레 방향(${\phi}$ 방향)에 따라 격자에 대한 수렴성 및 비행체의 압력 분포 변화를 수치적으로 연구하였다. 아음속 및 천음속 영역 조건에서 $k-{\omega}$ Wilcox-Durbin+ 난류 모델을 사용하여 2차 정확도의 수치적 해를 예측하는 유동해석을 수행하였다. 아음속 유동 조건에서는 해석결과가 실험결과와 매우 잘 일치하였으나, 충격파가 존재하는 천음속 유동에서는 약간의 차이가 발생하였다. Cubic spline을 사용하는 외삽 방법으로 격자 수렴성을 검토하였다. 외삽 방법을 통해 회전 방향의 격자 조밀도가 격자 수렴성에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 격자 수렴성에 대한 검토 결과를 바탕으로 더 조밀한 격자를 생성하였다. 이를 통해 특히 RAE-A 형상의 축대칭 동체 표면에서 더 정확한 해석 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1067-1074
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• 2007

예조건화 오일러 방정식의 수렴특성을 개선하기 위하여 밀도에 대한 온도의 미분항의 크기를 조절하는 온도예조건화 방법을 제시하고자 한다. 다양한 마하수의 원형 턱이 있는 이차원 관내 유동을 계산하였다. 온도예조건화에 맞는 새로운 Roe의 FDS 기법의 수치 소산항을 유도하여 사용하였다. 온도예조건화는 예조건화 오일러 방정식의 수렴 속도를 증가시키는 것으로 나타났다

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.1-9
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• 2004

본 연구에서는 다중 격지 Navier-Stokes 방정식 해석의 수렴성 향상을 위하여 상류 차분 기법들의 주파수 영역에서의 특생 해석을 수행하였다. 1차 상류 차분 기법에 기반한 내재적 연산자의 예조건화 특성 향상을 위하여 다차원적인 효과를 갖는 2차 상류 차분 기법이 전통적인 2차 상류 차분 기법에 비하여 우수한 예조건화 특성을 가지는 이유를 제시하였다. 주파수 영역에서의 해석 결과에 대한 검증을 위하여 완전 성김 다중 격자 기법과 예 조건화된 다단계 시간 전진 기법을 적용하였다. 비 점성 유동장 및 Spalart-Allmaras 난류 모델을 이용한 난류 유동장 해석을 수행하였으며, 주파수 영역해석의 결과와 일치하는 우수한 수렴 특성을 가짐을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.38-47
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• 1995

연안해역에서의 해수의 유동을 추정하기 위하여, $\sigma$ 좌표계를 이용한 3차원 해수유동 수치계산 기법을 개발하여, 이를 다양한 해저지형을 가진 정방형의 유체영역 및 인천항부근의 실해역에 적용한 바 있다. 수치해의 수렴성 및 안정성에 있어서 몇가지 제약이 뒤따랐던, 기존의 수치계산기법을 다음과 같은 몇가지 개선을 하여, 수치해의 수렴성 및 안정성을 도모하였다. (1) 개방경계조건으로서 무반사 경계조건을 도입하였다. (2) 시간의 전개에 있어서, 속도장과 수면변위의 추정시각을 교대로 취하였다. (3) 운동방정식중의 이류항의 공간차분을 중앙차분법에서 상류차분법으로 치환하였다. 그 결과, 유체영역내부의 질량 및 운동량보존의 향상이 얻어졌으며, 시간영역에서의 진동이 대부분 억제되었고, 수치해의 수렴성 및 계산정도 등에 있어서 괄목할 만한 향상이 얻어졌다. 또한, 개선된 3차원 해수유동 수치계산기법과 동경대학의 3차원 해수유동 수치계산기법 상호간의 유효성을 검증하기 위하여 공동연구를 수행하였다. 물리좌표계를 이용한 동경대학의 해수유동 추정결과와, $\sigma$ 좌표계를 이용한 울산대학교의 해수유동 추정결과를 비교한 결과, 일부 다소간의 차가 생기는 점을 제외하고는 대부분 상당한 일치를 보이는 유용한 결과를 얻었다.