• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.6
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• pp.447-454
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• 2017

A three-dimensional two-phase large eddy simulation(LES) has been conducted to investigate the breakup and atomization of liquid jets such as a diesel jet in parallel flow and water jet in cross flow. Gas-liquid two-phase flow was solved by a combined model of Eulerian for gas flow and Lagrangian for a liquid jet. Two stochastic breakup models were implemented to simulate the liquid column and droplet breakup process. The penetration depth and SMD(Sauter Mean Diameter) were analyzed, which was comparable with the experimental data.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.3
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• pp.575-581
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• 1988

To integrate the two-dimensional Navier-Stokes equations numerically in multiply-connected flow regions, the vorticity-stream function formulation is used. The steady stream function value at the surface of the multibody, initially unknown, has been determined interactively by introducing a line integral which requires the single-valuedness of pressure at each interaction step. This procedure is relatively simpler and more efficient than the primitive variable formulation which requires much more computing time and shows poor convergence. Three doubly-connected flow problems are defined and numerically analyzed by the present method. The results have been compared either with earlier existing ones or with the experimental interferograms to demon-strate the validity of the presented method.

• Journal of Energy Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.228-236
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• 2012

Large eddy simulation (LES) is increasingly used as a tool for studying the dynamics of turbulence in combustion chamber flows due to the promise of wider generality and more accurate results compared to Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) models. This study presents the appropriate subgrid-scale(SGS) model in LES for predicting the turbulent flow field in the internal combustion engine. The study of the effects of model and numerical parameters such as discretization scheme, initial condition, time step and SGS model was performed. The results of LES using the SGS model were found to be in the good agreement with experimental data.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.19-19
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• 1998

최근 화학, 연소, 동력, 제철 등의 각종 플랜트에서 조업압력이 고압화되어 가고 있으며, 이에 수반하여 배관계를 통하는 고압가스 유동에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 배관계를 통하는 고압가스의 유동에 있어서 유량의 적절한 제어, 유동에 의하여 야기되는 배관계의 소음·진동, 그리고 배기가스의 적절한 처리법 등은 공학적으로 매우 중요한 문제로 알려져 왔다. 일반적으로 정상운전을 하는 플랜트에서 고압 배기가스의 문제는 배기가스 Expander에 의하여 에너지를 회수하는 방법이 생각될 수 있으나, 실제 공업현장에서는 배기가스를 안전하고, 또 소음·진동을 발생시키지 않도록 적절하게 처리하는 것이 매우 중요한 기술적 과제로 남아 있다. 일반적으로 배기가스의 압력이 임계압력(critical pressure) 이상으로 되는 경우(실제 대부분의 플랜트에서 배기가스의 압력은 임계압력보다 매우 높다), 배관계 내부에서 충격파(shock-wave)가 발생하여 난류와동 혹은 난류경계층과 간섭하게 됨으로써 강력한 공기역학적 소음이나 진동을 발생시키게 된다. 이와 같은 소음·진동에 대한 대책으로는 현재 가스배출부에 감압밸브를 직렬로 설치하거나, 유로에 다공판(porous plates)들을 삽입하여 감압과정을 공간적으로 분산시킴으로써, 충격파가 발생하지 않도록 하는 방법을 주로 채택하고 있다. 그러나 이러한 방법을 적용하는 경우 배기가스 유동에 대한 유량의 제어기능이 저하되는 문제가 발생한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.210-210
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• 2021

Delft Dashboard는 유동모델을 위한 오픈소스 프로그램으로 로컬 및 글로벌 데이터 세트를 사용하여 다수의 입력 매개변수를 신속하게 생성, 편집하고 모델 내 입력을 시각화하도록 설계된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 이다. 특히 Delft Dashboard에 제공하는 개방경계조건을 이용하면 격자영역을 인식하여 개방경계를 자동으로 분배 및 지정하고, 각 개방경계 위치에서 분조별 조석조화상수 값도 산출되므로 유동 모델의 편의성을 증대시킬 수 있지만 상황에 따라 적합하게 경계를 분배하여 개방경계로 지정하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Delft Dashboard에서 제공하는 개방경계조건 중 TPXO 8.0을 이용한 Delft-3D 해수유동 수치모의를 수행하여 개방경계조건이 결과에 미치는 영향을 분석하였다. TPXO 8.0의 경우 격자영역에서 개방경계조건을 설정할 때 사용자가 경계조건에 포함될 격자 수를 지정하면 전체 격자경계에서 격자 수에 해당하는 만큼 경계를 나누어 개방경계를 지정하고 각 개방경계 위치에서의 분조별 조석조화상수값을 산출한다. 특히 격자 수에 따라 개방경계로 지정되는 정도에 따른 영향을 분석하기 위하여 인위적으로 경계를 다양하게 분배하여 개방경계를 지정한 후 수치모의에 적용하였다. 수치모의는 동해안 고리원전 인근을 대상으로 격자 생성 후 Delft Dashboard TPXO 8.0을 이용하여 전술된대로 다양한 개방경계조건을 생성하였고 이를 Delft-3D내 적용하여 해수유동 모의를 수행하였다. 각 개방경계 조건별 초기 수면 변위 분석 및 인근 조위관측소의 관측값의 비교를 통해 개방경계조건이 모의결과에 미치는 영향을 분석하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.15 no.2
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• pp.74-82
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• 2012

Proton exchange membrane fuel cell performance is changed by the complicated physical phenomenon. In this study, water discharge performance of proton exchange membrane fuel cell were performed numerically to compare serpentine channel flow fields of 5-pass 4-turn serpentine and 25 $cm^2$ reaction surface between with and without sub-channel at the rib. Through the supplement of sub channel flow field, it is shown from the results that water removal characteristic inside channel improves because the flow direction of under-rib convection is changed into the sub channel. Reacting gases supplied from entrance disperse into sub channel flow field and electrochemical reaction occurs uniformly over the reaction surface. The results obtained that total current density distributions become uniform because residence time of reacting gases traveling to sub-channel flow field is longer than to main channel.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.7
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• pp.2267-2276
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• 1996

Twin-fluid atomization has been widely used in combustors and process industries because of its high performance and simple structure. Flow visualization and pressure measurements were conducted to investigate the effects of gas flow in twin-fluid atomization. Schlieren photographs showed that changes in atomizing gas pressure, altered the wave patterns, and the lengths of both recitrculating toroid (impinging stangnation point) nad supersonic flow region in the jet. A longer supersonic wave pattern like net-shape wqas observed as atomizing gas pressure increased. The disintegration phenomenon of liquid delivery tube. The variation of spray angles with gas pressures were obtained by visualization using laser sheet beam. Suction pressuresat the nozzle orifice exit and recirculating region are shown to be used to estimate the stable atomization condition of a twin-fluid atomizer.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.9
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• pp.907-915
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• 2008

The computational fluid dynamic analysis has been conducted for the thermo-chemical flow field in an arcjet thruster with mono-propellant Hydrazine (N2H4) as a working fluid. The Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations are modified to analyze compressible flows with the thermal radiation and electric field. the Maxwell equation, which is loosely coupled with the fluid dynamic equations through the Ohm heating and Lorentz forces, is adopted to analyze the electric field induced by the electric arc. The chemical reactions of Hydrazine were assumed to be infinitely fast due to the high temperature field inside the arcjet thruster. The chemical and the thermal radiation models for the nitrogen-hydrogen mixture and optical thick media respectively, were incorporated with the fluid dynamic equations. The results show that performance indices of the arcjet thruster with 1kW arc heating are improved by amount of 180% in thrust and 200% in specific impulse more than frozen flow. In addition thermo-physical process inside the arcjet thruster is understood from the flow field results.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.69-69
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• 2011

본 논문에서는 비정상 상태의 비압축성 유동장을 해석하기 위하여 물체맞춤격자방법이 아닌 가상경계법을 사용하였다. 가상경계법은 구조격자를 사용하여 구조물 경계면에서 Momentum Forceing을 사용하여 가상의 경계를 만들어 유동장을 해석하는 방법이다. Navier-Stoke 방정식의 수치 이산화 방법으로 Kim et al(1985)이 사용한 Fractional Step Method(FSM)을 사용하였다. 시간에 대하여 semi-implicit FSM를 사용하였고, 확산항에 대해서는 2차 정확도의 Crank-Nicolson Method를 대류항은 3차 정확도의 Runge-Kutta Method를 사용 하였다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용한 유동장 해석이 교량 단면에 대하여 수치해석이 가능한지 검토하였다. 가상경계법은 현재 많은 연구가 유선형의 구조물에 대하여 수행되어 오고 있다. 교량 단면과 같은 각 진 구조물에 대한 검토는 아직 미비한 실정이다. 가상경계법에서 다루고 있는 구조물 경계면에서의 Momentum Forcing 방법이 유선형의 구조물에 맞추어 연구가 진행되었기 때문이다. 먼저 본 연구의 프로그램을 검증하기 위하여 원형 실린더에 대하여 가상경계법을 적용한 결과 Re 수 200에서 Strouhal Number, 양력계수, 항력계수를 이전 연구 결과와 비교하였다. Williamson(1988)과 Zhang(1995)의 연구결과와 유사한 결과를 얻을 수 있다. 그리고 교량의 단면과 같은 각진 구조물(Bluff Body)에 대하여 가상경계법 적용하였다. 본 논문의 연구에서 평가 대상으로 하고 있는 2차원 교량 단면에 대하여 유동장 해석을 하였다. 본 논문에서 정량적인 유체력과 유동장에 대한 비교 및 검토가 이루어지지 못했지만 압력장과 유선의 형태가 이론적인 값을 벗어나지 않고 있는 것으로 확인 되었다. Re 수 2700에서 전산 해석을 수행하였으며, 교량 단면 주위의 압력계수와 박리현상 그리고 후류에서의 Vortex shedding 현상이 모두 적절한 분포가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 가상경계법을 이용하여 각진 구조물에 대한 주위 유동장해석에 대한 가능성을 확인하였으며, 풍동실험과의 결과비교를 통하여 가상경계법을 이용하여 교량 단면 주위의 유동장 해석 결과를 정량적으로 비교할 것이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.5
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• pp.387-395
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• 2015

A technique for calculating the additive drag of the inlet in supersonic flow was studied using commercial CFD software, STAR-CCM+, which provides a efficient way of 3 dimensional flow analysis with polyhedron-shaped grid system. Three configurations were chosen and applied to the calculation with various flow conditions of two different free stream Mach No. and some mass flow ratios. Comparisons with results from wind tunnel test gave good agreements. Though computation were carried out with the inviscid and compressible flow around the supersonic inlet for the supercritical condition, ignoring the viscous effects is concluded to give little effects on the accuracy of the additive drag calculation and to make the calculation more efficient owing to less effort and time consumed for grid system build-up and for iteration because of less grid number and simpler boundary condition.