• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.164-169
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• 2009

Study on swimming of microorganisms like, sperm motility, cilia beating, bacterial flagellar propulsion has found immense significance in the field of biological fluiddynamics. Because of the complexity involved, it is challenging for the researchers to model such problems. Immersed boundary method has proved its efficacy in the field of biological fluiddynamics, The present work aims at performing a numerical study on the microorganism locomotion using the immersed boundary method proposed by Peskin[1]. A two-dimensional model of the microorganism is modeled as thin elastic filament described as a sine wave. The neutrally buoyant organism undergoing deformations is immersed in a viscous and incompressible fluid. The fluid quantities are described using Eulerian coordinates and the immersed body is represented by Lagrangian coordinates. The Eulerian and Lagrangian variables are connected by the Dirac delta function. The Navier-Stokes equations governing the fluid flow are solved using the fractional step method on a staggered Cartesian grid system. The developed numerical code in FORTRAN will be validated by comparing the numerical results with the available results.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.19-27
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• 2000

A numerical study is presented for analysis of three-dimensional incompressible turbulent flows in a multi-blade centrifugal fan. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with a standard $k-{\espilon}$ turbulence model are discretized with finite volume approximations. The computational area is divided into three blocks; inlet core, impeller and scroll parts, which are linked by a multi-block method. The flow inside of the fan is regarded as steady flow, and the mathematical models for the impeller forces were established from a cascade theory and measured data. Empirical coefficients are obtained comparing between computational and experimental results for the case without scroll, and are employed to simulate the flow through the impeller with scroll. In comparisons with experimental data, the validity of the mathematical models for the impeller forces was examined. The characteristics of the flow in the scroll were also discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.1-7
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• 2005

비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 $\varepsilon{-SST}$ 난류 모델을 적용하여 정사각주 주위 유동과 지면의 간극 유동을 해석하였다. 지면이 운동할 경우에는 지면의 박리 전단층의 강도가 약화되어 사각주 상/하부의 박리 전단층 상호 작용을 촉진시키므로 고정 지면에 비하여 더 낮은 간극에서도 와류 배출이 발생한다. 지면 효과를 고려할 경우 고정 지면의 경우와는 달리 지면의 박리 거품이 존재하지 않게 되고, 이로 인하여 2차 박리 주파수는 나타나지 않는다. 이와 더불어 지면이 운동할 경우 고정 지면에 비해 더 높은 와류 배출 주파수와 공력 계수가 나타남을 확인하였다.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.605-615
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• 2001

수치시뮬레이션 기법 중 하나인 SMAC법은 시간의 변화에 따른 유동의 현상을 해석하기 위해 MAC법을 수정 한 기법이다. 비압축 점성 흐름을 풀기 위해 Navier-Stokes 방정식을 사용하였으며, 유동을 가시화하기 위해 마커입자가 사용되었다. 본 연구에서는 SMAC법을 사용한 2차원 물기등 붕괴현상의 수치시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과는 Martin과 Moyce의 실험 결과 및 MPS법의 계산결과와 비교하였고, 좋은 결과가 얻어졌다. 또한, 이 수치시뮬이션은 댐 붕괴와 같은 수공구조물의 붕괴현상에 적용할 수 있겠다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.267-277
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• 1993

본 논문에서는 유한요소법을 2차원 난류경계층에 적용하였으며, 점성유체의 시간의존 비압축성 운동을 시간과 압력장(場)에서 Navier-Stokes방정식과 vorticity방정식을 이용하여 정식 화하였다. 수치계산방법은 Galerkin방법에 기초하였으며, 난류 경계층의 eddy kinematic viscosity에 대해서는 Prandtl의 혼합거리이론을 도입하였다. 난류 경계층에서 파동에 의한 임의 저면에서 저질의 이동을 수치계산하였다. 유한 요소법에 의해 얻어진 결과는 진동흐름에 의한 경계층과 파동에 의한 경계층에서의 특성의 차이를 분명히 하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권3호
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• pp.25-32
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• 2012

This work was devoted to compare two different cavitation models to study the dependency of model constants. The cavitation model of Merkle et al.(2006) and Kunz et al.(2000) were used for the present computational study. The cavitation models were coupled with the incompressible unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes solver to indicate the vaporization and condensation processes. For this purpose, a preconditioning method was added as the pseudo-time term to solve the unsteady stiffness problems. For the validation of the numerical simulation, the computation was performed for the cavitating flow in a converging-diverging channel. The present results show that Merkle's cavitation model is independent to the model constants, and the higher numerical accuracy over Kunz's cavitation model.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권1호
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• pp.9-18
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• 1999

The present study is aimed to investigate flow characteristics of two-dimensional backward-fac-ing step by numerical approach. A convection conservation difference scheme based upon SOLA algorithm is used for the solution of the two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations to simulate the laminar transitional and trubulent flow conditions at which the experimental data can be available for the backlward-facing step. The twenty kinds of reynolds number are used for the calculations. In an effort to demonstrate that the reported solutions are dependent on the mesh refinement computations are performed on seven different meshes of uniformly increasing refinement. also to investigate the result of inflow dependence two kinds of the inflow profile are chosen for the laminar flow. Irregular grid is adopted to minimize the errors on the satis-faction fo the discretized continuity. As criterion of benchmarking the result of numerical simula-tion reattachment lengthis used for the selected Reynolds numbers. The results of the present study prove the fact that the numerical predictions agree well with the experimental data and the flow characteristics are shown at the backward-facing step.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.101-108
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• 2002

본 연구는 비압축성 열린 공동 유동에 대한 수치적 모사이다. 2차원 Navier-Stokes 방적식을 제어체적에 대해 엇갈림 격자계를 이용하여 공간에 대해서는 C-QUICK을 시간에 대해서는 내재적 기법을 이용하여 적분하였다. 압력장은 SIMPLE-C 알고리즘에 의하여 계산 되었다. 정상 모드에서는 나타나지 않지만 전단층 모드의 경우에 나타나는 세 번째 소용돌이가 공동 유동의 안정성에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 공동 앞전 아래 벽면에 Jet blowing을 정상 상태와 비정상 상태로 가하여 그 영향을 알아보았다. 주기적인 blowing 인 경우 가진 주기와 위상차 그리고 속도 크기가 중요한 변수이며 이 변수들에 의한 영향을 연구하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.17-23
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• 2002

2차원 익렬 익형의 표면에 목적하는 압력계수 분포를 설정하고 그 압력계수의 분포에 해당하는 형상을 설계하기 위해 임의의 초기형상으로부터 목적 형상에 근접해가도록 최적화 기법을 도입하여 역설계를 수행하였다. 목적함수인 표면압력계수를 구하기 위해 비직교 일반좌표계상의 2차원 비압축성 나비어-스톡스 방정식을 사용하였으며 목적함수의 감소를 위해서는 최속강하법과 공액 경사도 방법을 사용하였다. 해의 탐색방향을 위해 1차 정확도의 유한 차분화를 행하였고, 해의 탐색거리를 위해 황금분할법을 사용하였다. 본 연구의 결과, 목적한 형상으로의 수렴성이 뛰어남을 확인할 수 있었다.