• 제목/요약/키워드: 3차원 정상유동

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터보기계내의 3차원 비정상 비압축성 유동계산방법의 개발 (Development of a Computational Method of 3-D Unsteady Incompressible Flow in Turbomachinery)

  • 김봉균;박재인;주원구;조강래
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.57-63
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    • 1999
  • The flow through multistage turbomachinery is affected by the interaction between a rotor and a stator. The interaction is due to the inviscid potential effect and viscous effect between closely spaced rotor and stator airfoils. Three-dimensional, unsteady, incompressible Navier-Stokes equations with a standard $k-{\epsilon}$ model are solved using a non-staggered grid system. This method is applied to the flow through a multistage compressor measured by Stauter et al. The results have shown strong interaction between the rotating and stationary flow field. The decay of rotor wake and the pressure profiles agree very well with experimental data. The wake produced by rotor causes unsteady pressure on the surface of a stator. The rotor/stator interaction produces the unsteady pressure force on the rotor and stator blades.

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병렬화된 비정렬 격자계를 이용한 3차원 비정상 유동 계산 (Computation of 3-Dimensional Unseady Flows Using an Parallel Unstructured Mesh)

  • 김주성;권오준
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.59-62
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    • 2002
  • In the present study, solution algorithms for the computation of unsteady flows on an unstructured mesh are presented. Dual time stepping is incorporated to achieve the 2-nd order temporal accuracy while reducing the linearization and the factorization errors associated with a linear solver. Hence, any time step can be used by only considering physical phenomena. Gauss-Seidel scheme is used to solve linear system of equations. Rigid motion and spring analogy method fur moving mesh are all considered and compared. Special treatments of spring analogy for high aspect ratio cells are presented. Finally, numerical results for oscillating wing are compared with experimental data.

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지면효과를 고려한 비행체에 따른 공력 특성 분석

  • 김태욱;박다운
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2016년)
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    • pp.58-62
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    • 2016
  • 본 연구에서는 지면효과의 영향을 비행체의 형상에 따라 비교하기 위해 에어포일, 플랩을 장착한 에어포일 그리고 플라잉디스크를 EDISON_CFD를 통해 해석하고자 한다. 받음각 $0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$에 대하여 마하수 0.18, 단위 길이 당 레이놀즈수 $3.78{\times}10^{-5}/m$의 유동조건에서 2차원 범용 소프트웨어인 KFLOW_EDISION_13의 S-A Turbulent Model을 이용하여 지면과의 높이를 형상 코드길이를 기준으로 0.25c, 0.5c, 1c, 3c로 변경하면서 해석을 수행하였다. 그 결과 세 형상 모두 일반적인 지면효과인 지면과 가까울수록 양력계수는 증가, 항력계수는 감소하여 양항비가 증가하는 경향을 보여주었다. 하지만 일부 예외적인 부분을 확인하여 분석을 실시하였다.

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초음속 유동내 수직분사 유동의 시간 전개에 따른 특성 (Time Evolution Characteristics of Transverse Injection into a Supersonic Crossflow)

  • 원수희;문성영;정인석;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.343-346
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    • 2008
  • 초음속 주 유동내 연료의 수직분사 유동장에 대한 비정상 3차원 수치해석이 DES 난류 모델을 이용하여 수행되었다. 해석 결과는 시간에 따른 에디의 위치 및 에디 생성 빈도에 대하여 실험과 비교되었다. DES 난류 모델은 에디의 대류 특성을 비교적 정확하게 모사하고 있는 반면에 에디 생성 빈도는 다소 과대 예측하고 있다.

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VORTEX 패널법을 이용한 비정상 3차원 날개의 피칭 운동에 관한 연구 (Computational Study of Unsteady Three Dimensional Wing in Pitching Motion Utilizing Linear Vortex Panel Method)

  • 정봉구;조태환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 본 연구에서는 3차원 대칭형 날개의 정상/비정상상대에서의 공기력 특성을 Vortex 패널법을 이용하여 수치적으로 연구했다. 이 프로그램은 날개 표면에 분포된 x, y 방향에 따라 선형적으로 변화는 와(Vortex)를 이용하는 프로그램을 기반으로 하여 3차원 날개 주위의 비압축성 포텐셜 흐름에 적용하였고 박리와 후류의 변형은 고려하지 않았다. NACA Airfoil 자료와 비교한 계산결과는 매우 만족스러운 일치를 보여주었다. 또한 갑작스러운 pitch-up운동과 일정한 각속도로 피칭운동을 하는 비정상 날개에 대해서도 본 방법을 적용하였다. 비정상 상태의 연구에서는 출발와류의 생성과 시간에 따른 위치를 고려함으로서 출발와류가 날개의 공기력 특성에 미치는 영향을 계산하였다. 본 방법은 피칭이나 플래핑, 회전익 해석등의 더 복잡한 경우에도 적용되어질 수 있다.

수중예인시스템의 3차원 동역학 해석 1부: 수학모델 정식화 (A Three-Dimensional Dynamic Analysis of Towed Systems Part 1. A Mathematical Formulation)

  • 홍섭;홍석원
    • 한국해양공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.16-22
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    • 1994
  • 수중 예인시스템의 동적 거동 해석을 위한 3차원 비선형 수학모델이 제시되었다. 수중 예인체는 세장보로 이상화되었으며, 보요소의 굽임강성 및 비틈강성의 영향이 수학모델에 포함되었다. 축류가 지배적인 비정상 상대유동장내의 세장예인체의 횡방향 운동에 따른 유체동역학적 반력과 기진력에 관한 비선형 3차원 수학 정식화가 수행되었다.

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DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 난류 연소 해석 (Turbulent Combustion Dynamics of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using DES)

  • 원수희;정인석;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.334-337
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    • 2008
  • 초음속 주 유동내 연료의 수직분사에 의한 비정상 반응 유동장에 대한 3차원 수치해석이 DES 난류 모델과 상세 화학반응 모델을 이용하여 수행되었다. 난류 반응 유동의 물리적 현상을 이해하기 위하여 해석 및 실험 결과를 비교하였다. 계산에 의해 구해진 OH 분포는 실험의 OH-PLIF 결과를 잘 모사하고 있다. 반면, 점화 지연 시간은 계산과 실험 사이에 차이를 보이고 있으며, 이는 실험적 계측의 한계에 기인하는 것으로 생각된다.

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3차원 아음속 난류 공동 유동에 대한 수치적 연구 (NUMERICAL ANALYSIS OF THREE-DIMENSIONAL SUBSONIC TURBULENT CAVITY FLOWS)

  • 최홍일;김재수
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.35-40
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    • 2008
  • Generally flight vehicles have many cavities such as wheel wells, bomb bays and windows on their external surfaces and the flow around these cavities makes separation, vortex, shock and expansion waves, reattachment and other complex flow phenomenon. The flow around the cavity makes abnormal and three-dimensional noise and vibration even thought the aspect ratio (L/D) is small. The cavity giving large effects to the flow might make large noise, cause structural damage or breakage, harm the aerodynamic performance and stability, or damage the sensitive devices. In this study, numerical analysis was performed for cavity flows by the unsteady compressible three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations with Wilcox's $\kappa-\omega$ turbulence model. The MPI(Message Passing Interface) parallelized code was used for calculations by PC-cluster. The cavity has the aspect ratios of 2.5, 3.5 and 4.5 with the W/D ratio of 2 for three-dimensional cavities. The Sound Pressure Level (SPL) analysis was done with FFT to check the dominant frequency of the cavity flow. The dominant frequencies were analyzed and compared with the results of Rossiter's formula and Ahuja& Mendoza's experimental datum.

3차원 공동의 폭변화에 따른 초음속 유동에 대한 수치분석연구 (NUMERICAL ANALYSIS OF THREE DIMENSIONAL SUPERSONIC CAVITY FLOW FOR THE VARIATION OF CAVITY SPANWISE RATIO)

  • 우철훈;김재수;최홍일
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.181-184
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    • 2006
  • High-speed flight vehicle have various cavities. The supersonic cavity flow is complicated due to vortices, flow separation and reattachment, shock and expansion waves. The general cavity flow phenomena include the formation and dissipation of vortices, which induce oscillation and noise. The oscillation and noise greatly affect flow control, chemical reaction, and heat transfer processes. The supersonic cavity' flow with high Reynolds number is characterized by the pressure oscillation due to turbulent shear layer, cavity geometry, and resonance phenomenon based on external flow conditions, The resonance phenomena can damage the structures around the cavity and negatively affect aerodynamic performance and stability. In the present study, we performed numerical analysis of cavities by applying the unsteady, compressible three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations with the ${\kappa}-{\omega}$ turbulence model. The cavity model used for numerical calculation had a depth(D) of 15mm cavity aspect ratio(L/D) of 3, width to spanwise ratio(W/D) of 1.0 to 5.0. Based on the PSD(Power Spectral Density) and CSD(Cross Spectral Density) analysis of the pressure variation, the dominant frequency was analyized and compared with the results of Rossiter's Eq.

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공동의 폭 변화에 따른 3차원 초음속 공동 유동연구 (NUMERICAL ANALYSIS OF THREE DIMENSIONAL SUPERSONIC CAVITY FLOW FOR THE VARIATION OF CAVITY SPANWISE RATIO)

  • 우철훈;김재수
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.62-66
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    • 2006
  • High-speed flight vehicle have various cavities. The supersonic cavity flow is complicated due to vortices, flow separation, reattachment, shock waves and expansion waves. The general cavity flow phenomena includes the formation and dissipation of vortices, which induce oscillation and noise. The oscillation and noise greatly affect flow control, chemical reaction, and heat transfer processes. The supersonic cavity flow with high Reynolds number is characterized by the pressure oscillation due to turbulent shear layer, cavity geometry, and resonance phenomenon based on external flow conditions. The resonance phenomena can damage the structures around the cavity and negatively affect aerodynamic performance and stability. In the present study, we performed numerical analysis of cavities by applying the unsteady, compressible three dimensional Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations with the ${\kappa}-{\omega}$ turbulence model. The cavity model used for numerical calculation had a depth(D) of 15mm cavity aspect ratio (L/D) of 3, width to spanwise ratio(W/D) of 1.0 to 5.0. Based on the PSD(Power Spectral Density) and CSD(Cross Spectral Density) analysis of the pressure variation, the dominant frequency was analyzed and compared with the results of Rossiter's Eq.