• Wind and Structures
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• 제9권2호
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• pp.95-108
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• 2006

Wind turbines are highly complex structures for numerical flow simulation. They normally comprise of a turbine mounted on a tower thus the movement of the turbine blades and the blade/tower interaction must be captured. In addition the ground effect should also be included. There are many more important features of wind turbines and it is difficult to include all of them. A simplified set of features is chosen here for both the turbine and the tower to show how the method can begin to identify the main points connected with wind turbine wake generation and tip vortex tower interaction. An approach to modelling the rotating blades of a turbine is proposed here. The model uses point forces based on blade element theory to model the blades and takes into account their time dependent motion. This means that local instantaneous velocities can be used as a basis for the blade element theory. The model is incorporated into a large eddy simulation code and, although many important features are left out of the model, the velocity/power performance relation is generally of the correct order of magnitude. Suggested improvements to the method are discussed.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.181-188
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• 2005

Large eddy simulation(LES) methodology used to model the isothermal swirling flows in a dump combustor and the turbulent premixed flame in a model gas turbine combustor. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. In isothermal flow simulation, the results was compared with that of ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data, in order to verify the capability of LES code. To model the turbulent premixed flame in a gas turbine, the G-equation flamelet model was used. The results showd that LES and RANS well predicted the mean velocity field of a non-swirling flow. However, in swirling flow, LES showed a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, and the central recirculation zone than those of RANS. In a model gas turbine combustor, the operation condition of high pressure and temperature induced the different phenomena, such as flame length and flow-field information, comparing with the condition of ambient pressure and temperature. Finally, it was identified that the flame and heat release oscillations are related to the vortex shedding generated by swirl flow and pressure wave propagation.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.42-46
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• 2009

고압 조건에서 작동하는 고성능 액체 로켓 엔진에 대한 이해를 위해 초임계 조건의 스월 인젝터에서 액체 산소의 동적 특성이 수치적으로 연구되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 보존 방정식과 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 또한 수렴 속도의 증가를 위해 예조건화 기법이 적용되었다. 수치 해석 결과는 이상 기체 상태 방정식을 적용한 결과와 비교 되었으며 인젝터 내부와 연소실에서 액상이 존재하는 영역에서의 상태량과 동적 특성의 차이가 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.289-292
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• 2009

다중 스월 환형 연소기의 난류 유동장을 Large Eddy Simulation(LES)와 병렬 계산 기법을 사용하여 모사하였다. 해석에 이용된 연소기 모델은 GEAE 의 LM6000 연소기이다. 연소기 내에서 와류의 생성과 소멸은 단일 인젝터 해석결과와 유사하나, 인젝터간 상호 인접구간에서의 와류의 충돌은 인젝터간 와류 강도가 다르며, 이로 인하여 복잡하고 강한 압력파가 연소실 내에 전파됨을 확인하였다. 특히 다중 스월인젝터를 모사하므로서 횡방향의 압력 진동이 수치적으로 포획되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.236-241
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• 2009

사각 스월 연소기의 냉각 유동에 의한 비반응 난류 유동 특성을 파악하기 위하여 3차원 Large Eddy Simulation(LES)을 수행하였고, 후처리 기법으로 Proper Orthogonal Decomposition(POD) 분석을 이용하였다. 해석에 이용된 연소기 모델은 GEAE사의 LM6000 연소기이다. 냉각 유동의 유입시 전단층(shear layer)의 속도 증가로 인해 중심 재순환 영역의 와류 강도는 강해진 반면 코너 재순환 영역의 와류 강도는 약해진 것을 관찰하였다. 또한 연소실 내 압력변동 폭이 감소하였으며, longitudinal acoustic mode의 감쇠가 두드러지게 나타난 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권4호
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• pp.32-38
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the prediction accuracy of development large eddy simulation(LES) program for turbulent flow behind a bluff-body. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. To verify the capability of LES code, the results were compared with those of Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) using standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data. The results showed that the LES and RANS qualitatively well predicted the experimental results, such as mean axial, radial velocities and turbulent kinetic energy. In the quantitative analysis, however, the LES showed a better prediction performance than RANS. Specially, the LES well described characteristics of the recirculation zones, such as air stagnation point and jet stagnation point. Finally, the unsteady phenomena on the Bluff-body, such as the transition of recirculation region and vorticity, was examined with LES methodology.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.364-372
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the efficiency and the prediction accuracy of developed large eddy simulation (LES) program for complex turbulent flows, such as recirculating and swirling flows. To save the computational cost, a Beowulf cluster system consisting 16 processors was constructed. The flows in backward-facing step and dump combustor were examined as representative recirculating and swirling flows. Firstly, a direct numerical simulation (DNS) for laminar backward-facing step flows was previously conducted to validate the overall performance of program. Then LES was carried out for turbulent backward-facing step flows. The results of laminar flow showed a qualitative and quantitative agreement between simulations and experiments. The simulations of the turbulent flow also showed reasonable results. Secondly, LES results for non-swirling and swirling flows in a dump combustor were compared with the results of Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) using standard $k-{\varepsilon}$ model. The results show that LES has a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, comer recirculation zone (CRZ) and center toroidal recirculation zone (CTRZ) than those of RANS. Finally, it was examined the capability of LES for the description of unsteady phenomena.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.377-380
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• 2007

스월 난류연소기에서의 혼합기 유입온도와 스월세기에 따른 연소불안정 발생 메커니즘 알아보기 위하여 Large Eddy Simulation을 수행하였다. 스월각 45도 경우 연료공기 혼합기의 온도를 600K에서 660K으로 증가시켰을 경우 화염분기(Bifurcation)현상이 관찰되었고, 스월 강도가 변할 경우 온도와 관계없이 화염분기가 일어나거나 그렇지 않음을 확인하였다. 벽면근처의 혼합가스 유동속도와 화염속도간의 상관관계는 화염분기현상의 발생에 주요한 인자임을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1084-1093
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• 2010

화염 전파 특성을 나타내는 G 방정식에 기초한 Sub-grid Scale연소 모델을 이용하여 보염기 주위의 난류 예혼합 연소 해석에 관한 대 와동 모사를 수행하였다. Dynamic SGS 모델이 G방정식에 도입되었으며, 삼각형의 보염기 배면의 예혼합 연소 유동에 의해 검증되었다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.