• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.88-88
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• 2019

컴퓨터 성능향상과 수치해석기법의 발달로 인해 Navier-Stokes 방정식에 기초한 수치모델을 활용한 3차원 유동/파동장 해석이 증가하고 있는 추세이다. 그러나 아직까지 Navier-Stokes 방정식 모델의 계산부하를 PC에서 소화하기에는 무리가 따른다. 게다가 실험실 스케일을 벗어나, 실제 현장을 계산영역으로 설정할 경우에는 계산량이 엄청나게 증가하게 된다. 이것을 극복하기 위해서는 반듯이 병렬계산을 수행하여야 한다. 본 연구에서는 계산부하가 큰 Navier-Stokes 방정식 기반의 3차원 수치모델 LES-WASS-3D를 활용한 대용량 병렬계산체계를 구축한다. 나아가 3차원 정밀 또는 광역의 유동/파동장 해석에 있어서 병렬계산체계의 성능과 적용성을 검토한다. 현재 보급되고 있는 PC들은 모두 멀티프로세서가 장착됨으로 손쉽게 병렬계산을 수행할 수 있다. 그러나 정밀 또는 광역해석을 위해서는 대용량 병렬계산 컴퓨터가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 보조프로세서를 장착한 공유메모리 환경의 고성능 병렬계산체계를 구축한다. 나아가 포트란 기반의 순차코드로 구축된 기존 3차원 Navier-Stokes 방정식 모델 LES-WASS- 3D를 병렬코드로 변환한다. 병렬계산 성능 및 적용성을 검토하기 위한 수치해석을 수행한다. 이상의 과정을 통해 본 연구에서 구축한 병렬계산체계의 성능 및 적용성을 확인할 수 있었다. 그리고 3차원 유동/파동장 해석에 있어서 정확도 향상뿐 아니라, 계산영역을 확장할 수 있는 계기가 마련되었다. 또한 유동/파동 해석보다 많은 계산시간이 필요한 지형변동 해석에도 충분히 적용될 수 있다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1915-1927
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• 1992

본 연구에서는 3차원 압축성 내부유동해석 코드를 개발하여 터어빈 정익이나 동익 내부의 차원 익렬 유동을 수치적으로 해석하고자 한다. 여기에서 사용된 코드 는 Obyashi의 LU-ADI기법을 이용한 기존의 2차원 익렬 유동해석 코드를 3차원 유동장 으로 학장한 것이고, 난류유동해석에는, Baldwin-Lomax의 박층 대수모델을 3차원으로 확장한 알고리즘을 적용하였다.Kiock등이 실험한 선형 터어빈 익렬 내부의 천음속 유동장에 적용하여 양끝 벽면에 의한 3차원 유동장 특성을 분석하고, 3차원 익렬 유동 코드의 적합성을 검토하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.7-13
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• 2008

The cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as pump, turbine, nozzle, Infector, etc. In the present work, a solver for two-phase flows has been developed and applied to simulate the cavitating flows past hydrofoils. The governing equation is the two-phase Navier-Stokes equation, comprised of the continuity equation of liquid and vapor phase. The momentum and energy equation is in the mixture phase. The solver employs an implicit, dual time, preconditioned algorithm using finite difference scheme in curvilinear coordinates. An experimental data and other numerical data were compared with the present results to validate the present solver. It is concluded that the present numerical code has successfully accounted for two-phase Navier-Stokes model of cavitation flow.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권1호
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• pp.62-70
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• 2001

Three-dimensional dynamic stall over an oscillating wing has been analyzed by using a compressible Navier-Stokes code. The code solved the thin-layer Navirer-Stokes equations with a second-order time accuracy for a semispan wing with 0.3048m chord, a NACA 0015 airfoil section, and zero twist Computations were made for a freestream Mach number of 0.29, a chord Reynolds number of 1.95$\times$10(sup)6 and a reduced frequency equal to 0.1. Numerical results were compared with experimental data which include the hysteresis of lift, drag and moment at various wing span. The comparison reveals the quantitative as well as qualitative nature of the three-dimensional dynamic stall.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.114-126
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• 1999

터보기계내의 유동은 복잡하며 3차원적 현상을 나타낸다. 3차원 설계에 대한 개념은 간단한 모델로부터 유도될 수 있다. 날개의 스윕, 린, 엔드벤드 기법들은 성능을 개선하는데 사용될 수 있지만 만능적인 도구가 아니라 필요할 때 설계자가 채택할 수 있는 추가적인 설계도구로서 생각해야 한다. 이들을 성공적으로 응용하기 위해서는 이들의 영향에 대한 물리적인 이해를 필요로 한다. 설계된 날개로 흘러가는 유동을 상세하게 연구하는데 3차원 Navier-Stokes 수치계산방법이 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.35-40
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• 2002

2차원, 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 DCA 압축기 익렬의 수치해석을 수행하고, 여러 가지 입사각에 대해 실험치와 비교.검토하였다. SIMPLE 알고리즘을 적용한 2차원, 3차원 코드는 대류항의 이산화에 하이브리드 도식을, 진동해를 방지하기 위해 집중격자 기법(PWIM)을 사용하였다. 캐스케이드 유동을 예측하는데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나가 난류모델링이다. 이는 캐스케이드 내의 유동이 역압력구배에 의한 박리와 재부착 등의 복잡한 양상을 보이기 때문이다. 본 연구에서는 계산시간의 효율을 위해 k-$\varepsilon$ 벽법칙 모델을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권1호
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• pp.82-91
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• 1999

A numerical analysis based on the three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equation has been conducted to investigate the flow within a NASA rotor 67 transonic fan. General coordinate transformations are used to represent the complex blade geometry and an H-type grid is used. The governing equations are solved using implicit LU-SGS scheme for the time-marching integration and a standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model is used with wall functions for the turbulence modeling. The computations are compared with the experimental data and a detailed study of the flow structures near peak efficiency and near stall is presented. The calculated overall aerodynamic efficiency and three-dimensional shock system agree well with the laser anemometer data.

• 한국추진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.29-36
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• 2002

2차원, 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 DCA 압축기 익렬의 수치해석을 수행하고, 여러 가지 입사각에 대해 실험치와 비교.검토하였다. SIMPLE 알고리즘을 적용한 2차원, 3차원 코드는 대류항의 이산화에 하이브리드 도식을, 집중격자기법을 사용할 때 발생할 수 있는 압력진동해를 방지하기 위하여 PWIM을 사용하였다. 캐스케이드 유동을 예측하는데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나가 난류모델링이다. 이는 캐스케이드 내의 유동이 역압력구배에 의한 박리와 재부착 등의 복잡한 양상을 보이기 때문이다. 본 연구에서는 계산시간의 효율성을 고려해 $\kappa$-$\varepsilon$ 벽법칙 모델을 사용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.45-52
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• 2003

원추형 초음속 노즐 확산부에 이차유동이 음속으로 분출될 때 나타나는 노즐 내부 유동장에 대한 수치적 연구가 이루어졌다. 대수-난류모델과 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 사용한 레이놀즈-평균 Navier-Stokes 방정식을 계산함으로서 노즐 내부에서 나타나는 충격파와 경계층의 간섭에 의한 3 차원 유동장을 해석하였다. 얻어진 수치해석의 결과는 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 잘 일치하고 있음이 판명되었다. 이차유동의 분출압력 변화가 충격파와 경계층의 간섭과 함께 노즐내부 유동장 구조에 미치는 영향을 평가하였다. 아울러 충격파 간섭 후방에서 나타나는 와류유동 구조와 벽면 압력분포에 관한 정보를 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.359-363
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• 2005

스크램제트 엔진은 대기중의 공기를 흡입하여 연소실에서 초음속으로 연소하는 방식으로 짧은 시간 동안 연료와 공기가 혼합하고 연소되어야하는 특징이 있다. 연료와 공기 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 상용코드인 CFD-Fastran의 3차원 Navier-Stokes 방정식과 Menter SST(Shear Stress Transport) 난류모델을 적용하였다. cavity 뒤쪽 0.5 cm 떨어진 곳에 지름 0.1cm의 Jet 분사구를 통해 수직분사를 시켜 cavity의 유무에 따른 혼합특성을 살펴보았고, cavity에 대한 영향을 알아보기 위해 $3\times2\times1\;cm$ 크기의 cavity를 사용했다. 계산된 결과는 동일조건의 실험으로 검증하였고 이를 통해 cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.