• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.55-63
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• 1997

본 연구에서는 기본적인 배관요소 중의 하나인 급축소/확대관을 지나는 압축성 유동을 해석하기 위하여 압축성 유체에 대한 이론계산을 수행하였다. 관 입구에서 유동의 마하수, 단면적 축소 및 확대비 등을 변화시켜, 압축성 효과 및 유동의 초우킹 조건 등을 구하였다. 본 연구의 결과들은 배관계를 설계하는데 기초자료가 될 뿐만 아니라 배관계를 지나는 압축성 유동에 대한 실용적인 계산법으로 활용될 수 있다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.1-7
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• 2003

습공기에 포함된 수증기가 상(Phase)변화를 일으킬 때 잠열이 발생하고 이 잠열은 익형 주위의 압축성 유동 상태량들을 변화시키므로, 이러한 열 증가가 유동에 끼치는 영향에 대하여 수치해석을 통하여 연구 수행하였다. 수치해석은 Rusak 과 Lee [1]가 최근에 연구 수행한 미교란 방법(small-disturbance approach)에 근거하여 이루어졌다. 고전적 핵 생성 모델과 작은 물방울 성장(droplet growth)모델을 이용한 이 방법에서는 비평형 균질 응축과정에서 일어나는 열 방출을 묘사한다. 응축에 의한 열전달, 압축성 유동의 운동에너지, 그리고 유동의 열적 상태량들 사이에서 일어나는 비선형 상호영향을 조사하고, 또한 주어진 문제를 지배가호 있는 상사 파라미터들을 제시하였다. 계산 결과들은 Euler 방정식을 사용하여 얻은 선행 수치계산들과 비교하여 잘 일치됨을 보였다. 상사법칙은 유동 동역학과 응축 상태량들이 상당히 비슷하게 거동하는 다양한 유동 형태들을 제안한다. 압축성 습공기 유동은 유체기계에 사용되는 익형들의 공력 성능을 증가시키는데 응용될 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.143-146
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• 2002

Recently the micro flows have been received much attention in the applications with regard to Micro Electro Mechanical Systems(MEMS). Such flows are governed by relatively large viscous forces, compared with inetia force, and frequently specified by slip wall boundary conditions. In the present study, computations are applied to investigate the compressible viscous flows through an extremely small channel, and theoretical analyses are conducted using the Fanno flow theory. The axisymmetic, compressible, Wavier-Stokes equations are numerically solved by a fully implicit finite implicit method. The predicted results are validated with previous experimental data available. The results obtained show that for small Reynolds numbers, the viscous frictional force significantly influences the compressible micro channel flows.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.80.1-80.1
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• 2005

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1061-1069
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• 2010

본 연구에서는 미세 간극을 지나는 압축성 내부 유동 문제에 대해 간략화된 축대칭 모형을 제안하였다. 수치 해석과 실험을 통하여 미세 간극에 의해 형성되는 고리 모양의 좁은 단면을 지나서 아음속 유동이 가속되어 발생하는 초킹 현상을 관찰하였다. 질량 유량과 차압 사이의 관계를 구하고, 대응되는 실험 결과와 비교하여 수치 결과의 타당성에 대해 논하였다. 또한 축대칭 압축성 Navier-Stokes 방정식의 수치해석을 통하여 초킹 이후의 초음속 제트 유동장의 형성 및 이의 회절을 가시화하였다. 본 연구를 통하여 자동차 동력계의 밸브 등 많은 응용 분야를 지닌 미세 간극의 축대칭 압축성 유동에 대한 물리적 이해를 확대하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제2권2호
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• pp.20-27
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• 2008

The characteristics of compressible flow are different from those of incompressible flow from the mathematical and physical point of view. Therefore, the way to solve the flowfield is different between compressible flow and incompressible flow. In general, density-based numerical algorithm is mainly used for compressible flow solver development. On the other hand, incompressible flow solver prefers to use pressure-based numerical algorithm. In this research, a compressible Navier-Stokes flow solver is developed by means of extending from pressure-based incompressible numerical algorithm to handle both compressible and incompressible flows using the same flow solver. The present flow solver is tested at various speed ranges and compared with the solutions of density-based compressible flow solver. Numerical results show a good agreement between two flow solvers.

• 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.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.329-332
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• 2002

A theoretical study is made of the steady flow of a compressible fluid in a rapidly rotating finite cylinder. Flow is generated by imposing mechanical and/or thermal disturbances at the rotating endwall disks. Both the Ekman and Rossby numbers are small. A detailed consideration is given to the energy budget for a control volume in the Ekman boundary layer. A combination of physical variables, which is termed the energy contents, consisting of temperature and modified angular momentum, emerges to be relevant. The distinguishing features of a compressible fluid, in contrast to those of an incompressible fluid, are noted. For the Taylor-Proudman column to be sustained, in the interior, it is shown that the net energy transport between the solid disk wall and the interior fluid should vanish. Physical rationalizations are facilitated by resorting to the concept of the afore-stated energy content.

• 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