• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.115-119
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• 2009

We numerically investigated propagation of various waves in the two-phase flows such as sound wave, shock wave, rarefaction wave, and contact discontinuity in terms of pressure, void fraction, velocity and density of the two phases. The waves have been generated by a hydrodynamic shock tube, a pair of symmetric impulsive expansion, impulsive pressure and impulsive void waves. The six compressible two-fluid two-phase conservation laws with interfacial friction terms have been solved in two fractional steps. The first PDE Operator is solved by the HLL scheme and the second Source Operator by the semi-implicit stiff ODE solver. In the HLL scheme, the fastest wave speeds were estimated by the analytic eigenvalues of an approximate Jacobian matrix. We have discussed how the interfacial friction terms affect the wave structures in the numerical solution.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1B호
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• pp.21-27
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• 2012

T. Linde가 제안한 HLLL 기법에서는 일반화된 엔트로피 함수의 도입으로 중앙파가 평가되므로 모든 파속이 초기 상태로부터 결정된다. HLLE 기법과 달리 Roe의 선형화 기법과 완전히 결별되고 HLLC 기법과 달리 정확해에 의존되지 않으므로 모태인 HLL 기법의 온전한 계승으로 볼 수 있다. 이 연구에서는 생성항이 없는 1차원 천수방정식에 농도와 관련된 보존변수를 추가한 지배방정식에 대해 총 에너지를 일반화된 엔트로피 함수로 두고 HLLL 기법을 적용하여 모형을 구성하였다. 정확해가 알려진 세 경우에 대해 모의한 결과, 1차 정확도 수치해의 한계에도 불구하고, 대체로 정확해와 잘 일치하였다. HLLL 기법은 그 외 HLL 형 기법에 비해 우수한 것으로 나타났다. 특히, 물이 빠져 바닥이 드러나는 경우에서 그 전선이 비교적 정확하게 포착되었다. 다만, 그 외 기법에 비해 계산 시간이 더 오래 걸리는 단점이 드러났다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.219-222
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• 2005

A compressible two-fluid two-phase flow computation model using the stiffened-gas equation of state is formulated. Since the conservation equation system is of mixed type, it gives complex eigenvalues. The sonic speeds obtained from the individual single phase have been simply used in the literature for the fastest wave speeds necessary in the HLL scheme. This method has worked fine but proved to be quite diffusive according to our test. To improve the accuracy, we here propose to utilize the analytic eigenvalues evaluated from an approximate Jacobian matrix lot the fastest wave speeds. The interfacial transfer terms were dropped in constituting the Jacobian matrix for this purpose. The present scheme proved efficient, robust and accurate in comparison with other existing methods. We solved the cavitating flow problem using the present scheme. The result shows more detailed wave structure in the cavitating process caused by the strong expansion waves.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.362-364
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• 2010

Shock wave interaction with droplet-gas medium is investigated in this paper. In the present computation, the shock wave is initially started in a pure gas and reflected from the wedge to interact with the droplet-ridden gas flows. We used the compressible two-fluid two-phase model that is solved by the two-fluid version of the HLL scheme. The interfacial drag force and heat transfer were included to model the interaction between continuous and dispersed phases. The parametric effect of void fraction on the shock wave reflection in the two-phase media was investigated.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.145-156
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• 2011

본 연구에서는 자연하천의 흐름에서 흔히 발생하는 천이류, 불연속류, 마른하도로의 파의 전파 등을 포함하는 복잡한 흐름을 해석하기 위한 고정확도 2차원 수치모형을 개발하였다. 하상경사항을 효율적으로 처리하기 위해 quasi-steady wave propagation 기법을 적용하여 해당 격자에 대한 생성항의 영향을 효율적으로 반영함으로써 쌍곡선형 적분 보존형의 2차원 천수방정식을 해석하였다. Fractional Step Method를 적용한 유한체적기법의 사용을 위해 HLL Riemann 해법을 이용하여 흐름률을 계산하였고, 시간 및 공간에 대한 2차 정확도를 만족하기 위해 MUSCL 기법을 적용하였다. 2차 정확도의 사용으로 불연속지점에서 발생하는 수치진동은 TVD 기법 적용을통해 제어하였다. 개발된모형은 2차원 제방 붕괴 및 댐하류부에 구조물이 존재하는 경우의댐 붕괴 모의를 통해실측치와의 검증을 실시하였다. 또한 하류부에 역경사가 존재하는 경우의 댐 붕괴 모의를 통해 실측치와 비교함으로써 생성항의 영향에 대한 모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.291-293
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• 2011

In this paper, the problem of transonic aerodynamic characteristics of a NACA0012 airfoil is numerically investigated in the inviscid gas-droplet two-phase flow with the compressible two-fluid model. In the present study, the airfoil flight in the cloud is simulated by taking account of the viscous drag of the droplets, the heat transfer, the phase change, and the droplet fragmentation The two-fluid equation system is solved by the fractional-step method and the WAF-HIL scheme. The effects of size and volume fraction of the droplets on the flow characteristics of the airfoil in the cloud are elaborated and discussed.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.229-239
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• 2019

산사태의 시간에 따른 전파를 모의하기 위해서 천수방정식을 사용하여 산사태 수치모형을 개발하였다. 하천 및 해양에서의 산사태에 모두 해석이 가능하도록 (b, s) 좌표로 표현된 천수방정식을 개발하였다. 산사태에서 발생하는 수치적인 불연속성을 극복하기 위해서 HLL approximate Riemann solver와 total variation diminishing (TVD) limiter를 사용한 유한체적법을 사용하였다. 댐파괴 흐름와 토석류의 각 경우에 수치해석을 수행한 결과를 해석해와 실험자료와 비교를 하였다. 그 결과 서로 유사함을 확인되었다. 본 모형을 사용하여 해상 산사태와 해저 산사태를 성공적으로 모의하였다. 해저 산사태에 비해 해상 산사태의 전파속도가 더 빠르고, 바닥경사가 급할수록 또는 거칠기가 작을수록 산사태 전파속도가 더 빨라짐을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권8호
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• pp.1045-1052
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• 2009

A calculation model is developed to predict the transient free surface flow on the containment floor following a loss-of-coolant accident (LOCA) of pressurized water reactors (PWR) for the use of debris transport evaluation. The model solves the two-dimensional Shallow Water Equation (SWE) using a finite volume method (FVM) with unstructured triangular meshes. The numerical scheme is based on a fully explicit predictor-corrector method to achieve a fast-running capability and numerical accuracy. The Harten-Lax-van Leer (HLL) scheme is used to reserve a shock-capturing capability in determining the convective flux term at the cell interface where the dry-to-wet changing proceeds. An experiment simulating a sudden break of a water reservoir with L-shape open channel is calculated for validation of the present model. It is shown that the present model agrees well with the experiment data, thus it can be justified for the free surface flow with accuracy. From the calculation of flow field over the simplified containment floor of APR1400, the important phenomena of free surface flow including propagations and interactions of waves generated by local water level distribution and reflection with a solid wall are found and the transient flow rates entering the Holdup Volume Tank (HVT) are obtained within a practical computational resource.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.761-772
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• 2008

본 연구의 목적은 수공학 분야에서 수치해석이 난해한 문제를 해결하기 위한 모형을 개발하고, 해석해가 존재하는 다양한 수치실험, 즉 하상과 하폭이 함께 변하는 점변부정류 조건에서의 검증, 하상경사가 변화하는 세가지 정상상태 조건의 문제, 그리고 해석해가 있는 마찰하상에 적용함으로써 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 모형의 지배방정식은 보존 법칙을 만족하는 Saint-Venant 적분형 방정식이며, Riemann 해법에 의한 유한체적법이 사용되었다. 질량 및 운동량의 흐름율 계산에 HLL Riemann 근사해법이 사용되었고, 시간-공간에서 2차정확도를 위하여 MUSCL-Hancock 기법이 사용되었다. 본 연구에서는 비선형의 흐름율과 생성항과의 균형을 위하여, 중력과 흐름방향 하폭의 변화로 인한 정수압력에 의한 생성항을 차분하는 새롭고 간편한 기법을 소개하였다. 수치실험 모의결과는 개발된 모형이 생성항을 포함한 다양한 흐름조건에서 정확하고, 견고하며, 매우 안정적임을 보여주고, 또한 수공학 분야에서 일차원 적용에 적합한 모형임을 보여준다.