• 한국해양공학회지
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• 제27권4호
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• pp.14-21
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• 2013

This study examined the field application of a 3-D numerical model (LES-WASS-3D) to the estimation of the nearshore current at Songdo beach, Busan. The wave and tide conditions observed at Songdo beach during Typhoon Ewiniar (July 10, 2006) were used in a numerical simulation. The numerical wave heights were in good agreement with the field data. The spatial distributions of the wave heights, mean water levels, and mean flows obtained from the numerical simulation are discussed in relation to the bottom topographical change near Songdo beach before and after Typhoon Ewiniar. The results revealed that LES-WASS-3D is a powerful tool for estimating the nearshore current in the field.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.261-268
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• 2002

Turbulent flow past a square cylinder confined in a channel is numerically investigated by Large Eddy Simulation(LES). The main objectives of this study are to verify the experimental results of Nakagawa et al.[Exp. in Fluids, Vol. 27, 3, pp. 284∼294, 1999] by LES and to obtain related flow information in detail. The LES results obtained are in excellent agreement with the experiment both qualitatively and quantitatively. The passive paticles numerically released into the flow field clearly show the barman vortex street. However, the vortices shed from the cylinder are significantly affected by the presence of the plates. Futhermore, periodic and alternating vortex-rollups are observed in the vicinity of the plates. The rolled-up vortex is convected downstream together with the corresponding Karman vortex forming a counter-rotating vortex pair. It is also revealed that the cylinder greatly enhances mixing process of the flow.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.573-578
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• 2019

Anisotropic distribution of the turbulent kinetic energy and the near-field excitations are the main causes of the steady state Flow-Induced Vibration (FIV) which could lead to fretting wear damage in vertically arranged supported slender rods. In this article, a combined Computational Fluid Dynamics (CFD) and Computational Structural Mechanic (CSM) approach named two-way Fluid-Structure Interaction (FSI) is used to investigate the modal characteristics of a typical rod's vibration. Performance of an Unsteady Reynolds-Average Navier-Stokes (URANS) and Large Eddy Simulation (LES) turbulence models on asymmetric fluctuations of the flow field are investigated. Using the LES turbulence model, any large deformation damps into a weak oscillation which remains in the system. However, it is challenging to use LES in two-way FSI problems from fluid domain discretization point of view which is investigated in this article as the innovation. It is concluded that the near-wall meshes whiten the viscous sub-layer is of great importance to estimate the Root Mean Square (RMS) of FIV amplitude correctly as a significant fretting wear parameter otherwise it merely computes the frequency of FIV.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.247-247
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• 2022

제트류는 복잡한 흐름 중 하나로 다양한 크기의 에디가 다양한 운동량을 가지고 있다. 이러한 제트류를 구현하기 위해서는 난류 운동 에너지 등 제트류의 특성을 잘 반영하여야 한다. 제트를 구현하기 위해서는 수리학적 모델, 현장 실험 등 많은 방법이 있으며, 본 연구에서는 상대적으로 공간, 시간적 비용이 적게 드는 수치해석 방법을 사용하여 연구를 진행하였다. 대표적인 수치해석방법에는 DNS(Direct Numerical Simulation), LES(Large Eddy Simulation), RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes) 등이 있다. RANS는 시간 평균 흐름 특성만 산출하며 제트의 복잡성을 재현하는 데 한계가 있어, 본 연구는 DNS와 LES 모델을 이용하여 제트류를 구현하는 것에 초점을 맞추었다. DNS는 해당 격자에서 발생하는 모든 에디를 직접 해석 때문에 난류 모델링이 필요하지 않지만, 많은 수의 그리드가 필요하여 수치해석 시 소요시간이 긴 편이다. LES는 대규모 에디는 직접 해석하지만 일정 크기 이하의 소용돌이를 해석하기 위해서 모델이 필요하다. 따라서 서브 그리드 모델에 따라 약간 다른 결과를 보인다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 LES의 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 신경망 모델로 학습한 DNS 결과를 활용하는 방법을 제안한다. 우선 DNS와 LES 모델을 사용하여 에너지 스펙트럼을 비교하여 서브 그리드 모델이 시작하는 파수를 찾는다. 이후 특정 파수 아래의 작은 에디를 모사할 적절한 신경망 모델을 결정하여 DNS의 작은 에디를 신경망 알고리즘이 모사할 수 있도록 학습시킨다. 이후 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 학습된 신경망 알고리즘을 사용한 LES 모델이 모사한 제트류와 실제 DNS 모델을 사용한 제트류를 비교 및 평가한다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.42-49
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• 2015

3차원 Large Eddy Simulation(LES)와 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 기법을 이용하여 고체로켓의 인히비터에서 발생하는 연소실내 압력 진동 특성을 분석하였다. 인히비터 후방에서 발생한 와류는 Flow-acoustic coupling에 의해 주기적으로 반복하여 생성, 소멸이 이루어지는 것을 확인하였고, 이 와류가 내삽 노즐 입구 도출부에 충돌하면서 유동이 불균질하게 분해되고, 후방 돔으로 유입된 유동에 의한 압력 진동은 연소실 압력 진동 가진의 원인이 된다. 또한 인히비터에서 발생하는 와흘림(vortex shedding) 주기는 연소실내 와류 발생 주기와 일치하며, 실험에서 측정된 압력 진동 주파수와 비교 분석하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권3호
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• pp.115-122
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• 2009

Numerical methods are applied to simulate the smoke behavior in a ventilated tunnel using large eddy simulation (LES) which is incorporated in FDS (Fire Dynamics Simulator) with proper combustion and radiation model. In this study, present numerical results are compared with data obtained from experiments on pool fires in a ventilated tunnel. The model tunnel is $182m(L){\times}5.4m(W){\times}2.4m(H)$. Two fire scenarios with different ventilation rates are considered with two different fire strengths. The present results are analyzed with those from LES without combustion and radiation model and from RANS ($\kappa-\epsilon$) model as well. Temperature distributions caused by fire in tunnel are compared with each other. It is found that thermal stratification and smoke back-layer can be predicted by FDS and the temperature predictions by FDS show better results than LES without combustion and radiation model. The FDS solver, however, failed to predict correct flow pattern when the high ventilation rate is considered in tunnel because of the defects in the tunnel-inlet turbulence and the near-wall turbulence.

• Wind and Structures
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• 제5권2_3_4호
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• pp.209-226
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• 2002

When predicting unsteady flow and pressure fields around a structure in a turbulent boundary layer by Large Eddy Simulation (LES), velocity fluctuations of turbulence (inflow turbulence), which reproduce statistical characteristics of the turbulent boundary layer, must be given at the inflow boundary. However, research has just started on development of a method for generating inflow turbulence that satisfies the prescribed turbulence statistics, and many issues still remain to be resolved. In our previous study, we proposed a method for generating inflow turbulence and confirmed its applicability by LES of an isotropic turbulence. In this study, the generation method was applied to a turbulent boundary layer developed over a flat plate, and the reproducibility of turbulence statistics predicted by LES computation was examined. Statistical characteristics of a turbulent boundary layer developed over a flat plate were investigated by a wind tunnel test for modeling the cross-spectral density matrix for use as targets of inflow turbulence generation for LES computation. Furthermore, we investigated how the degree of correspondence of the cross-spectral density matrix of the generated inflow turbulence with the target cross-spectral density matrix estimated by the wind tunnel test influenced the LES results for the turbulent boundary layer. The results of this study confirmed that the reproduction of cross-spectra of the normal components of the inflow turbulence generation is very important in reproducing power spectra, spatial correlation and turbulence statistics of wind velocity in LES.

• Wind and Structures
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• 제18권5호
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• pp.567-598
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• 2014

In this paper, wind induced aerodynamic loads on a standard tall building have been evaluated through large-eddy simulation (LES) technique. The flow parameters of an open terrain were recorded from the downstream of an empty boundary layer wind tunnel (BLWT) and used to prescribe the transient inlet boundary of the LES simulations. Three different numerically generated inflow boundary conditions have been investigated to assess their suitability for LES. A high frequency pressure integration (HFPI) approach has been employed to obtain the wind load. A total of 280 pressure monitoring points have been systematically distributed on the surfaces of the LES model building. Similar BLWT experiments were also done to validate the numerical results. In addition, the effects of adjacent buildings were studied. Among the three wind field generation methods (synthetic, Simirnov's, and Lund's recycling method), LES with perturbation from the synthetic random flow approach showed better agreement with the BLWT data. In general, LES predicted peak wind loads comparable with the BLWT data, with a maximum difference of 15% and an average difference of 5%, for an isolated building case and however higher estimation errors were observed for cases where adjacent buildings were placed in the vicinity of the study building.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.589-595
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• 2020

본 연구에서는 부분예혼합 가스터빈 연소기에 대한 대와류모사(LES)가 이루어졌다. 연료 조성에 따른 연소기 내의 유동특성 연구를 위하여 서로 다른 4개의 수소 조성이 고려되었다. 시뮬레이션 결과의 적절성을 확인하기 위해서 화염 구조 및 속도장에 대한 실험결과와의 비교가 선행되었다. 해석 결과에 따르면 연소기 내의 부분예혼합 화염구조가 수소 조성에 크게 영향을 받음이 나타났다. 연료 내 수소 조성이 증가함에 따라 화염구조는 짧고 굵게 형성이 되었으며, 이에 따라 벽면에 미치는 영향이 감소하였다. 수소 조성에 따른 연소기 벽면의 재순환 영역의 변화가 이어서 조사되었으며 연료 조성의 영향이 논의되었다. 종합해 보았을 때, LES 기법과 연소모델을 사용한 수치해석이 연료 조성에 따른 반응성 유동장을 정확하게 예측할 수 있음이 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권10호
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• pp.955-966
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• 2009

초음속 유동장 내의 축대칭 기저유동에 DES 기법을 적용하였다. 이 기법은 RANS 모드에서는 Spalart-Allmaras (S-A) 난류 모델을 사용하고, Large-eddy simulation (LES) 모드에서는 부격자 모델을 기반으로 하고 있다. LES 보다 비교적 적은 비용을 갖는 DES 기법을 사용하여 기저 유동장과 기저 압력을 정교게 예측할 수 있었다. 기저유동의 정확한 예측을 위해 경계층 두께, 운동량 두께, 표면마찰과 같은 기저 가장자리 유동 물성치를 Dutton 등의 실험과 비교하였다. DES는 하류영역에서의 전단층 말림, 큰 에디 운동, 재순환영역 내의 작은 에디 운동 같은 비정상 난류 운동의 물리적 현상을 잘 모사 하였다. 또한, 경험상수 $C_{DES}$ 1.2를 사용한 현재 결과가 일반적인 경험상수 $C_{DES}$ 0.65에 비해 실험과 잘 일치함을 보여준다.