• Title/Summary/Keyword: Navier Stokes

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3차원 수중익형 주위의 캐비테이션 유동 전산해석 (Numerical Analysis of Cavitation Flow Around Hydrofoils)

  • 김성환;구태경;박원규;김동훈
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • The cavitating flow simulation is of practical importance for many engineering systems, such as pump, turbine, nozzle, Infector, etc. In the present work, a solver for two-phase flows has been developed and applied to simulate the cavitating flows past hydrofoils. The governing equation is the two-phase Navier-Stokes equation, comprised of the continuity equation of liquid and vapor phase. The momentum and energy equation is in the mixture phase. The solver employs an implicit, dual time, preconditioned algorithm using finite difference scheme in curvilinear coordinates. An experimental data and other numerical data were compared with the present results to validate the present solver. It is concluded that the present numerical code has successfully accounted for two-phase Navier-Stokes model of cavitation flow.

STABILIZATION OF 2D g-NAVIER-STOKES EQUATIONS

  • Nguyen, Viet Tuan
    • 대한수학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.819-839
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    • 2019
  • We study the stabilization of 2D g-Navier-Stokes equations in bounded domains with no-slip boundary conditions. First, we stabilize an unstable stationary solution by using finite-dimensional feedback controls, where the designed feedback control scheme is based on the finite number of determining parameters such as determining Fourier modes or volume elements. Second, we stabilize the long-time behavior of solutions to 2D g-Navier-Stokes equations under action of fast oscillating-in-time external forces by showing that in this case there exists a unique time-periodic solution and every solution tends to this periodic solution as time goes to infinity.

비대칭급확대채널의 층류유동 및 열전달 해석 (Analysis of Laminar Flow and Heat Transfer in Asymmetric, Sudden Expansion Channel)

  • 원승호;맹주성;손병진
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제13권1호
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    • pp.5-13
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    • 1984
  • This analysis of numerical procedure is prediction of laminar flow and heat transfer at two dimension and steady flow in asymmetric sudden expansion channel. At former study, to analyse the flows with separation, the full Navier-Stokes equation is used, but there are many difficulties to analyse, and although significant progress has been made in the development of efficient computational methods for the Navier-Stokes equations, very large computation times are still required. In case of reward-facing flow, boundary-layer equation is used instead of full Navier-Stokes equation to analyse velocity fields, and result of this numerical analysis is good agreement with the given experimental study. In this case, since the computer time required for the boundary-layer calculation is an order of magnitude less than required for the solution of the full Navier-Stokes equation, this boundary-layer model provides a good approximate solution.

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Boussinesq 방정식을 사용하여 투수방파제의 월파 수치해석 (Numerical Simulation of Wave Overtopping on a Porous Breakwater Using Boussinesq Equations)

  • 휜탄트;이창훈;안석진
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.326-334
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    • 2017
  • 1개층 Boussinesq 방정식과 2개층 Boussinesq 방정식을 사용하여 투수방파제를 지나는 파랑의 월파고를 구하였다. 1개층 Boussinesq 방정식으로 Lee 등(2014)이 유도한 식을 사용하였고, 2개층 Boussinesq 방정식은 Cruz 등(1997)의 방법을 따라서 유도하였다. 수치실험을 통해 천단고가 낮은 투수방파제를 지나는 고립파의 월파고(Navier-Stokes 방정식으로 구함)가 천단고가 높은 투수방파제를 지나는 통과파고(1개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 작고, 천단고가 해저에 있는 투수방파제를 지나는 통과파고(2개층 Boussinesq 방정식으로 구함)보다 더 크다는 것을 확인하였다. 고립파의 파고가 낮을수록 또는 투수방파제의 폭이 좁을수록 1개층 및 2개층 Boussinesq 방정식으로 구한 통과파고가 Navier-Stokes 방정식으로 구한 월파고에 근접한 것을 확인하였다.

내재적 이중시간 전진기법과 DADI 기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드개발 (Development of An Unsteady Navier-Stokes Solver using Implicit Dual Time Stepping Method and DADI Scheme)

  • 이은석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.34-40
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    • 2005
  • 본 연구에서는 비정상 유동해석을 위한 CFD 코드의 개발을 위해 대각화 ADI 기법을 적용한 정상 해석기법과 내재적 이중시간 전진기법을 도입하였다. 정상상태 Navier-Stokes 방정식의 Jacobian 행렬은 비점성항에 대해서만 적용하였고 여기에 내재적 인공점성 연산자를 첨가하여 블록 5대각 행렬을 유도하였다. 시간단축을 위해 스칼라 5대각 행렬로 대체하였다. 가상시간에 대한 정상상태기법에 실시간에 대한 미분항이 포함된 새로운 잔류항을 정의하였다. 가상시간에 대해 수렴된 해로부터 실시간 해를 구하고 시간에 대해 적분을 수행하는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 이에 대한 검증으로 정지한 유체속에 진동하는 평판문제, 원기둥 후방의 주기적인 Karman 와류생성, 이중원호 익형주위의 충격파 진동문제등을 수치해석하여 이론치, 실험치, 타연구자의 계산결과와 비교, 분석하였다.

Navier-Stokes 유체의 최적제어를 위한 SQP 기법의 개발 (Large-scale SQP Methods for Optimal Control of steady Incompressible Navier-Stokes Flows)

  • Bark, Jai-Hyeong;Hong, Soon-Jo
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.675-691
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    • 2002
  • 본 연구의 목적은 Navier-Stokes 유체와 같은 대용량 문제를 위한 최적화 기법의 개발에 있다. 이를 위해 본 연구에서는 reduced Hessian sequential quadratic programming을 개발하였다. 첫째, 유체의 해석을 위한 평형 방정식을 최적화 과정에서 제거하여 변수를 줄였고, 또한 평형방정식과 최적화 과정에서 연속기법을 사용하여 최적해를 보장하면서 더욱 해에 쉽게 접근하도록 하였다. 그리고 각 단계에서는 테일러 시리즈를 이용한 근사치를 이용하여 각 단계에서 대단히 좋은 초기치 값을 제공하여 최적해에 더욱 빠르게 접근하게 하고 아울러 유체의 평형방정식을 풀 때에도 해에 더욱 빠르고 쉽게 접근하도록 하였다. 이 기법을 항력을 줄이기 위한 유체의 최적 제어를 위한 문제에 적용하였다. 유체의 흐름을 제어하기 위하여 물체의 경계면에서 유체의 흡입(suction)과 방축(injection)이라는 기법을 사용하여 경계면에서 속도를 제어하였고, 목적함수로써 항력을 표현하기 위하여 에너지 소실의 변화율을 사용하였다. 예제를 통해 본 연구에서 개발한 최적화 기법의 효용성을 입증하였다.

Rate of Convergence in Inviscid Limit for 2D Navier-Stokes Equations with Navier Fricition Condition for Nonsmooth Initial Data

  • Kim, Namkwon
    • 통합자연과학논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.53-56
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    • 2013
  • We are interested in the rate of convergence of solutions of 2D Navier-Stokes equations in a smooth bounded domain as the viscosity tends to zero under Navier friction condition. If the initial velocity is smooth enough($u{\in}W^{2,p}$, p>2), it is known that the rate of convergence is linearly propotional to the viscosity. Here, we consider the rate of convergence for nonsmooth velocity fields when the gradient of the corresponding solution of the Euler equations belongs to certain Orlicz spaces. As a corollary, if the initial vorticity is bounded and small enough, we obtain a sublinear rate of convergence.