• 제목/요약/키워드: PISO 알고리즘

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수정된 PISO 알고리즘을 이용한 응고 및 융해 현상의 수치해석 (Numerical Analysis of Solidification and Melting Phase Change Using Modified PISO algorithm)

  • 강관구;유홍선;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.12-20
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    • 2003
  • A numerical procedure for the calculation of solidification and melting phase change using PISO algorithm is presented. In case of phase change problem, the coupling between velocity/pressure/temperature and liquid fraction is important. The converged temperature and liquid fraction solution which satisfies the energy balance is acquired by applying enthalpy method into inner iteration in matrix solver. And a modified PISO algorithm version is introduced to properly solve the coupling between velocity/pressure/temperature and liquid fraction. A comparison of the proposed procedure with a standard iterative method shows improvement both in terms of computing speed and robustness.

PISO 알고리즘에서 난류예측의 후생성과 보완에 대한 연구 (A Study on Delay and Modification in Predicting Turbulence Flow in PISG Algorithm)

  • 이재원;유홍선;강관구
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.1-9
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    • 2002
  • In this paper, a modification of PISO algorithm based on standard k-ε turbulence model was proposed. The numerical technique used in this research is finite volume method, hybrid scheme for discretizing convection term, Euler implicit scheme for discretizing time term, and non-staggered grid. The basic idea of the modification of PISO algorithm is to perform an additional corrector stage for turbulence kinetic energy and dissipation rate to correct the inconsistence of flow and turbulence. In order to validate this algorithm, simulation of flow around a square cylinder (Re=3000) was performed in two-dimensional case. The results obtained from the proposed scheme show better agreement with those from the experiment than using original PISO algorithm in coherent velocity field.

3차원 일반 좌표계에서의 PISO, SIMPLE, SIMPLE-C 알고리즘의 비교 (A Comparative Study of PISO, SIMPLE, SIMPLE-C Algorithms in 3-dimensional Generalized Coordinate Systems)

  • 박준영;백제현
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.26-34
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    • 1996
  • The performance of the SIMPLE, SIMPLE-C and PISO algorithms for the treatment of the pressure-velocity coupling in fluid flow problems were examined by comparing the computational effort required to obtain the same level of the convergence. Example problems are circular duct and 90-degree bent square-duct. For circular duct case, laminar and turbulent flow were computed. For 90-degree bent square-duct case, laminar flow was simulated by the time-marching method as well as the iterative method. The convergence speed of the other two algorithms are not always superior to SIMPLE algorithm. SIMPLE algorithm is faster than SIMPLE-C algorithm in the simple laminar flow calculations. The application of the PISO algorithm in three dimensional general coordinates is not so effective as in two-dimensional ones. Since computational time of PISO algorithm is increased at each time step(or iterative step) in three dimension, the total convergence speed is not decreased. But PISO algorithm is stable for large time step by using time marching method,.

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PISO 알고리즘을 이용한 세 가지 형태의 아트리움 공간에서 화재 발생시 연기 거동에 대한 수치해석적 연구 (A Numerical Study of Smoke Movement for the Three Types of Atrium Fires using PISO Algorithm)

  • 정진용;유홍선;김성찬
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.21-30
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    • 1999
  • 본 연구는 세 가지 유형의 아트리움 공간에 대해서 Zone 모델과 Field 모델을 비교하였으며, Zone 모델로는 FIRST, CFAST, NIST에서 개발된 CCFM.VENTS 그리고 CSIRO에서 개발된 NBTC 1-room 모델을 사용하였고 Field 모델로는 Chow에 의해 개발된 화재모델과 본 연구에서 개발된 SMEP을 사용하였다. 두 모델들에 대한 비교는 서로 유사한 결과를 보였으며, 특히 PISO 알고리즘을 사용한 SMEP의 경우가 SIMPLER 알고리즘이 적용된 field 모델에 비해 더 빠른 계산시간을 보여 주었다.

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RNG k-$\varepsilon$ 난류모델을 이용한 유동박리 및 선회를 가지는 난류유동의 예측 (Prediction of Turbulent Flows with Separation and Swirl Using the RNG K-$\varepsilon$ Turbulence Model)

  • 김성구;오군섭;김용모;이창식
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권5호
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    • pp.119-129
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    • 1996
  • This study is concerned with the critical evaluation of predicative capability of a k-$\varepsilon$ turbulence model using the Renormalization Group(RNG) theory. The present numerical model for solution of the Navier-Stokes System is based on the modified PISO algorithms. Computations have been performed with the RNG-based K-$\varepsilon$ model for the two-dimensional flow over a backward-facing step, a confined coaxial jet, and a swirling flow in a swirl combustor. Numerical results are compared with experimental data in terms of mean flow velocities, turbulent kinetic energy, and turbulent stresses. Numerical results clearly indicate that the RNG-based K-$\varepsilon$ turbulence model shows a significant improvement over a standard K-$\varepsilon$ model in predicting the turbulent flows with flow separation and swirl.

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PISO 알고리즘을 이용한 밀폐공간내에서의 유동 및 혼합대류에 관한 연구 (A Numerical Study of Initial Unsteady Flow and Mixed Convection in an Enclosed Cavity Using the PISO Algorithm)

  • 최영기;정진영
    • 설비공학논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.63-73
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    • 1990
  • A numerical analysis of initial unsteady state flow and heat transfer in an enclosed cavity has been performed by the Modified QUICK Scheme. The stable QUICK Scheme which modified the coefficient always to be positive is included in this numerical analysis. The implicit method is applied to solve the unsteady state flow; between iterations the PISO (Pressure - Implicit with Splitting of Operators) algorithm is employed to correct and update the velocity and pressure fields on a staggered grid. The accuracy of the Modified QUICK Scheme is proved by applying fewer grid systems than those which Ghia et al. and Davis applied. The initial unsteady mixed convection in an enclosed cavity is analyzed using the above numerical procedure. This study focuses on the development of the large main vortex and secondary vortex in forced convection, the effects of the Rayleigh Number in natural convection and the relative direction of the forced and natural convection.

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관내 사각지주 후류의 유동현상에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Flow Phenomena of the Wake behind the Rectangular Obstacle in the Channel)

  • 민영위;김연수;김유곤
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.22-31
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    • 2001
  • The two-dimensional unsteady incompressible viscous flow behind rectangular bluff bodies between two parallel plates was analyzed numerically. The steady state flow and the vortex flow behind rectangular bluff bodies in the channel were investigated for two regimes i.e., the laminar(Re = 100, 300, 500) and the turbulent flows(Re = 10⁴∼10/sup 6/). The vortex shedding was generated by a physical disturbance(6%) numerically imposed at the rear of the bluff bodies for a short time. It was observed that the perturbed flow became periodic after a transient period. And in the case of unsteady inflow, the sinusoidal pulsatile flow was applied as the inlet condition in the turbulent flow of Reynolds number of 1.0×10/sup 5/. FLUENT code was employed to solve the problems. The power-law scheme was used to get stable linearized equations and the PISO algorithm was applied to finding the solution of them.

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터널내에서 화재 발생시 연기 거동에 대한 연구 (A Study of Smoke Movement in Tunnel Fires)

  • 김상훈;김성찬;김충익;유홍선
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.21-32
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    • 2000
  • 본 연구는 터널에서의 화재성상을 파악하기 위해 실물 실험의 대안으로서 축소 모형 실험을 수행하였고 또한 실험결과와 비고분석하기 위하여 터널내에서의 화재에 대하여 연기거동을 수치해석하였다. 터널내에서의 연기유동은 Buoyancy force에 의해 지배되므로 Froude scaling링에 의해 얻어진 축소법칙에 따라 실물터널을 1/20로 축소한 모형에서 실험 수행하였고 검증하였다. 여기서 얻어진 결과를 수치해석 결과와 비교하였다. 수치해석은 3D 비정 렬 격자, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델등을 사용하였다. 분석결과 실험과 수치해석 결과가 어느정도 일침함을 확인하였고, 연층의 전달 속도, 온도 구배, 하강 높이를 확인할 수 있었다.

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압축성 유체의 급속 가열에 기인한 압력파의 생성 및 전달특성에 관한 연구 (A Study on the Generation and Transmission of a Pressure Wave Induced by Rapid Heating of Compressible Fluid)

  • 황인주;김윤제
    • 에너지공학
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    • 제12권1호
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    • pp.29-34
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    • 2003
  • 압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$ $10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.

밀폐된 복도 공간내의 연기 거동에 관한 연구 (A Study of Smoke Movement in an Enclosed Corridor.)

  • 김성찬;유홍선;정진용;김충익
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.18-25
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    • 1999
  • 건물 공간에 대한 연기 거동을 해석하기 위한 많은 실험이나 수치해석이 이루어져 왔고 그 중 공간과 공간을 연결해주는 복도 공간에 대한 연기거동을 해석하는 것 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 비 정렬 격자계, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델을 이용한 Field 모델을 이용하여 복도 공간에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 온도장과 유동장 및 변수를 연기 퍼짐 시간과 연충 온도, 천장제트속도로 계산하여 한국기계연구원에서 실험한 결과와 비교하였다. 또한 Hinkley가 제안한 평균 연층 속도와 계산된 연층 속도를 비교하였다. 복도 공간 내에서 Soffit 주위의 유동특성을 파악하고 천장세트의 속도가 복도 향상, 화원으로부터의 거리, 발열량등에 영향을 받는다는 사실을 보여준다.

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