• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.12-26
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• 2004

수치점성을 효과적으로 줄이기 위한 새로운 AUSM-type 수치기법을 개발하였다. TVD 제한자 분석을 통하여 제어면에서의 불성치를 보다 정확하게 예측할 수 있는 기준을 찾아내고 이를 이용하여 제어면의 물성치를 적절히 정의하는 M-AUSMPW+를 개발하였다. M-AUSMPW+의 장점은 다차원 유동을 해석하는데 있어 분명히 나타난다. M-AUSMPW+ 는 유동과 격자계가 일치하지 않는 격자계에서 수치점성을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 다차원 유동을 계산하는데 있어 기존의 어떠한 수치기법보다 정확하고 효과적인 계산이 가능하다. 접촉불연속면, 와류 유동, 충격파 경계층 상호작용, 정성 충격파관 문제를 통해 이를 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제17권3호
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• pp.209-219
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• 2013

The present paper deals with the extension of AUSMPW+ scheme into two-fluid model for multiphase flow. AUSMPW+ scheme is the improvement of a single-phase AUSM+ scheme by designing pressure-based weighting functions to prevent oscillations near a wall and shock instability after a strong shock. Recently, Kitamura and Liou assessed a family of AUSM-type schemes with two-fluid model governing equations [K. Kitamura and M.-S. Liou, Comparative study of AUSM-Family schemes in compressible multi-phase flow simulations, ICCFD7-3702 (2012)]. It was observed that the direct application of the single-phase AUSMPW+ did not provide satisfactory results for most of numerical test cases, which motivates the current study. It turns out that, by designing pressure-based weighting functions, which play a key role in controlling numerical diffusion for two-fluid model, problems reported in can be overcome. Various numerical experiments validate the proposed modification of AUSMPW+ scheme is accurate and robust to solve multiphase flow within the framework of two-fluid model.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권2호
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• pp.21-29
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• 2002

각 수치기법별로 충격파 주위에서 발생하는 진동현상의 원인을 분석하여 단조성을 유지하면서 충격파를 정확하게 포착할 수 있는 M-AUSMPW+를 개발하였다. 제어면과 음속천이 점 위치에 대하여 FVS계열 수치 기법과 ASUM계열 수치기법들이 충격파 포착시 나타내는 특성들을 분석하였고 충격파 주위의 수치진동의 원인을 찾아내었다. 음속천이점의 위치를 계산하고 이를 통해 충격파 영역에서의 물리 현상을 정확하게 반영함으로써 기존 AUSM계열 수치기업이 가지는 충격과 주위의 물성치 진동현상을 근본적으로 제거 할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-16
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• 2009

최근 공학적으로 응용 범위가 넓은 액체-기체의 2상 유동장에 대한 전산 해석이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 밀도차가 큰 압축성 2상 유동장을 해석하기에 적합하도록 기존에 개발된 RoeM과 AUSMPW+ 공간 이산화 기법을 확장하였다. RoeM과 AUSMPW+에서 사용되는 충격파 포착항을 2상 혼합류의 상태방정식으로부터 새롭게 정의하여, 밀도와 음속이 상이한 두 유체에서도 정확성을 보장하면서 충격파 불안정성을 제거할 수 있도록 하였다. 개발된 2상 유동 RoeM과 AUSMPW+를 몇 가지 예제 문제에 적용하여 검증하였으며, 해석 결과는 두 수치기법이 일반적인 2상 유동에서도 충격파 안정적이며 정확한 특성을 갖는 것을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.9-19
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• 2002

AUSMPW+의 해의 정확성은 음속의 정의와 밀접한 관계가 있다. 아음속, 천음속 그리고 초음속 유동 영역에서 제어면의 음속의 해의 정확성에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. AUSMPW+에서 정의된 음속의 특징은 충격파 포착시 정확성 향상과 엔트로피 조건을 만족시키기 위한 팽창충격과 현상을 제거로 요약될 수 있다. 수학적 증명과 수치실험을 통해 이를 확인할 수 있었다. 그리고 반응 기체로 확장하여 평형, 비평형 기체에 대해서도 충격파를 정확하게 포착할 수 있는 음속을 제시하였고 이를 여러 가지 수치 실험을 통해 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2002

The M-AUSMPW+ scheme that can capture shock waves exactly with monotonic characteristics is modifided from AUSMPW+ by analyzing the cause of oscillation in shock regions. Firstly shock-capturing characteristics of general FVS including the AUSM-type schemes are investigated in detail, according to the difference between a cell-interface and a sonic transition position. The cause of oscillation is the improper numerical dissipation that could not represent the real Physics. The M-AUSMPW+ could capture shocks exactly without oscillatory behaviors in considering the sonic transition position and an cell-interface position.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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• pp.3-6
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• 2004

In order to reduce the excessive numerical dissipation which is induced when a grid system is not aligned with a discontinuity, a new spatial treatment of cell-interface fluxes is introduced. The M-AUSMPW+ in this paper has the formula that has an additional procedure of re-defining transferred properties at a cell-interface, based on AUSMPW+. The newly defined transferred property could eliminate numerical dissipation effectively in non-flow aligned grid system of multi-dimensional flows.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2006년도 추계 학술대회논문집
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• pp.13-17
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• 2006

RoeM and AUSMPW+ schemes are two of the most accurate and efficient schemes which are recently developed for the analysis of single phase gas dynamics. In this paper, we developed two-phase versions of these schemes for the analysis of gas-liquid large density ratio two-phase flow. We adopt homogeneous equilibrium model (HEM) using mass fraction to describe different two phases. In the Eulerian-Eulerian framework, HEM assumes dynamic and thermal equilibrium of the two phases in the same computational mesh. From the mixture equation of state (EOS), we derived new shock-discontinuity sensing term (SDST), which is commonly used in RoeM and AUSMPW+ for the stable numerical flux calculation. The proposed two-phase versions of RoeM and AUSMPW+ schemes are applied on several air-water two-phase test problems. In spite of the large discrepancy of material properties such as density, enthalpy, and speed of sound, the numerical results show that both schemes provide very satisfactory solutions.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.29-34
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• 1999

A two-dimensional Navier-Stokes code based on AUSMPW+ scheme has been developed to simulate the hypersonic flowfield of hypersonic shock-shock interaction. AUSMPW+ scheme is a new hybrid flux splitting scheme, which is improved by introducing pressure-based weight functions to eliminate the typical drawbacks of AUSM-type schemes, such as non-monotone pressure solutions. To study the real gas effects, three different gas models are taken into account in this paper: perfect gas, equilibrium flow and nonequilibrium flow. It has been investigated how each gas model influences on the peak surface loading, such as wall pressure and wall heat transfer, and unsteady flowfield structure in the region of shock-shock interaction. With the results, the value of peak pressure is not sensitive to the real gas effects nor to the wall catalyticity. However, the value of peak heat transfer rates is affected by the real gas effects and the wall catalyticity. The structure of the flowfield also changes drastically in the presence of real gas effects.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1999년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.73-78
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• 1999

극초음속 유동장의 정확한 해석을 위해 AUSMPW+ 수치기법과 충격파 포착시 생기는 수치오차를 제거하기 위해 충격파 정렬 기법(Shock-Aligned Grid Technique)을 개발하였다. AUSMPW+ 수치기법은 자체 수치점성이 적은 수치기법으로 점성 경계층 계산시 정확한 계산결과를 보여주며 기존의 AUSM 계열이 가지는 문제점인 물성치의 진동 현상을 제거한 수치기법이다. 원통형과 무딘 물체 주위의 극초음속 유동장 해석을 통해 공력이 진동현상 없이 정확하게 계산됨을 확인하였다. 그리고 충격파 정렬 기법의 특성을 파악하기 위해 충격파 반사문제와 충격파-충격파 상호작용 문제를 해석하여 수치오차 없이 충격파를 포착할 수 있음을 보였다. 또한 화학적 평형 비평형 유동 영역까지 충격파 정렬 격자 기법을 확장하였다.