• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.130-130
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• 2023

제트류는 다양한 크기와 운동량의 에디가 복잡하게 혼합되어 이루어져 있으며, 이를 정확하게 모델링하고 이해하기 위해서는 제트류의 다양한 특성들을 잘 반영하여 연구를 수행해야 한다. 다양한 연구 수행 방법 중 수치해석 방법은 상대적으로 공간 및 시간적 비용이 적게 들어서 널리 사용되고 있다. 이러한 수치해석 방법에는 DNS(Direct Numerical Simulation), LES(Large Eddy Simulation), RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes) 등이 있으며, 그중 LES는 난류 모델링을 사용하는 RANS 방법에 비해 더욱 정확한 흐름 모델링을 제공하는 장점이 있다. 이러한 LES는 대규모 에디는 직접 해석하면서, 일정 크기 이하의 에디는 모델링을 사용해 해석하는 것이 특징이다. 하지만, LES를 사용하기 위해서는 적절한 그리드 크기를 결정하는 것이 중요하며, 이는 모델의 정확성과 연산 비용에 큰 영향을 미친다. 하지만, 여전히 적절한 그리드 크기를 결정하는 것은 어려운 문제이다. 이러한 LES 모델링을 사용할 때 적절한 그리드 크기를 결정하기 위해서는 정확한 시간 평균 속도 변동을 연구하는 것이 앞서 선행되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 기계학습 기반 접근 방식을 사용하여 난류 제트 내 시간 평균 속도 변동을 예측하는 연구를 진행하였다. 즉, 난류 제트 역학을 이해하는 데 중요한 파라미터인 시간 평균 유속을 이용하여 시간 평균 속도 변동을 예측하는 데 초점을 맞추었다. 모델의 성능은 평균 제곱 오차와 R-제곱 등 다양한 지표를 사용하여 평가되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2002.10a
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• pp.161-161
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• 2002

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.45 no.1
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• pp.29-41
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• 2008

The present paper provides a CFD analysis of diffraction problem for a ship with forward speed using an unsteady RANS simulation method, a WAVIS code. The WAVIS viscous solver adopting a finite volume method has second order accuracy in time and field discretizaions for the RANS equations. A two phase level-set method and a realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model are adopted to compute the free surface and to meet the turbulence closure, respectively. To validate the capability of the present numerical methods for the simulation of an unsteady progressive regular wave, computations are performed for three grid sets with refinement ratio of ${\sqrt{2}}$. The main simulation is performed for a DTMB5512 model with a forward speed in a regular head sea condition. Validation of the present numerical method is carried out by comparing the present CFD results with available unsteady experimental data published in the 2005 Tokyo CFD Workshop: resistance, heave force, pitch moment, unsteady free surface elevations and velocity fields.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.294-294
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• 2023

보나 댐에 설치된 배수관이나 지하에 매설된 상하수도관과 같이 물을 운반하기 위한 관로 뿐만 아니라 유류를 운송하는 관, LPG와 같은 기체를 운송하는 관처럼 유체를 운송할 때 다양한 관로를 사용한다. 그 중 사용범위나 제작에 대한 용이성 등에 의해서 원형관이 주로 사용된다. 따라서 위와 같은 원형관 내의 관수로 흐름분포에 대한 연구는 아주 중요하며 필요하다. 원형관 내 흐름분포는 관에 연결된 펌프 혹은 수조나 저수지의 수위에 의한 관내 압력에 의해 지배되어지며, 관 내부 표면의 거칠기나 관의 꺾인 정도 등 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구에서는 일반적인 실험결과를 도출하기 위하여 직선의 원형관을 대상으로 실험과 수치모의를 동시에 수행한다. 실험은 높이 3m, 길이 4.5m, 폭 1.5m 수조의 바닥에서부터 0.45m 위에 위치한 1.8m 길이의 아크릴 재질의 원형관이 설치된 수조에서 진행되었으며, 수치모의 또한 동일한 규모에서 수행되었다. 수조의 수위를 변화시켜 여러가지 레이놀즈 수에 따른 관 내 흐름의 변화에 대하여 분석하는 것이 목적이며, 실험결과와 수치모의 계산결과 간의 비교검증을 통해 분석한다. 이 연구에서는 난류의 영향을 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)와 LES(large eddy simulation)을 혼합한 형태인 Hybrid RANS/LES 모형 중 하나인 DES(detacged-eddy simulation)기법을 이용하여 해석함으로써, 빠른 유속으로 인한 관 내의 강한 와(eddy)에 대한 효과를 예측하는데 한계가 있는 RANS 모형과 벽면근처에서의 흐름 해석을 위해 굉장히 높은 격자해상도가 요구되어 계산적 비용 측면에서 효율이 떨어지는 LES 모형의 한계를 극복하고자 한다. DES 모형은 벽에서 떨어진 와에 대하여 LES로 직접해석하고, 벽 근처에서의 흐름에 대해선 난류모형을 통해 모델링함으로써 벽 근처 계산격자와 계산량을 줄이면서 LES와 비슷한 결과를 얻을 수 있다. 실험결과와 수치모의 계산결과 사이의 비교검증을 통하여 관 내 흐름에 대한 수치모의의 적용성을 평가하고 실험에서 측정하기 어려운 난류강도와 압력변동의 상세한 특성을 수치모의를 통해 분석함으로서 관 내 흐름특성에 대하여 자세히 분석하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.3
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• pp.545-550
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• 2017

When the systolic blood pressure is high, intermittent turbulence in blood flow appears in the aorta and carotid artery with stenosis during the systolic period. The turbulent blood flow is difficult to analyze using the Newtonian turbulence model due to the viscous characteristics of blood flow. As the shear rate is increased, the blood viscosity decreases by the viscoelastic properties of blood and a drag reduction phenomenon occurs in turbulent blood flow. Therefore, a new non-Newtonian turbulent model is required for viscoelastic fluid and hemodynamics. The main aims of this study were to develop a non-Newtonian turbulence model using the drag reduction phenomenon based on the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model for a general non-Newtonian fluid. This was validated with the experimental data and has a good tendency for non-Newtonian turbulent flow. In addition, the computation time and resources were lower than those of the low Reynolds number turbulent model. A modified turbulent model was used to analyze various turbulent blood flows.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.7
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• pp.557-570
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• 2014

The heat transfer, pressure loss, and thermal performance in a cooling channel were evaluated for various new fan-shaped pin-fin geometries using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The turbulence was modeled using the low-Reynolds-number SST turbulence model in the Reynolds number range of 5,000-100,000. The numerical results for the area-averaged Nusselt numbers were validated by comparing them with the experimental data under the same conditions. A parametric study for three types of fan-shaped pin-fin geometries was performed with two parameters, namely, the leading and trailing reduction angles.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.9
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• pp.879-888
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• 2009

Unsteady three-dimensional reacting flowfield generated by transverse hydrogen injection into a supersonic mainstream is numerically investigated using DES and finite-rate chemistry model. Comparisons are made with experimental results to investigate the turbulent reacting flow physics. The numerical OH distribution describes well the experimental OH-PLIF result, while the numerical ignition delay time shows some disparity due to the restricted available experimental data. The intermittency phenomena are identified by the comparative analysis between RANS and DES. Those effects are also quantified by the temperature distributions along streamlines and superimposed OH mass fraction along with time.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.6
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• pp.36-44
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• 2021

Numerical analysis was performed on the shock wave-boundary layer interaction generated in the internal flow path of the curved interstage of the scramjet engine flight test vehicle. For numerical analysis, the turbulence model k-ω SST was used in the compressibility Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) equation. Representatively, the separation bubbles on the upper wall of the nozzle, the interaction between the concave shock wave and the boundary layer, and the shock wave-shock wave interaction at the edge were captured. The analysis result visualizes the shock wave-boundary layer interaction of the curved internal flow path to enhance understanding and suggest design considerations.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.13 no.2
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• pp.55-61
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• 2008

The Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) analysis of the 3-D steady flow around the NREL Phase VI horizontal axis wind turbine(HAWT) rotor was performed. The CFD analysis results were compared with experimental data at several different wind speeds. The present CFD model shows good agreements with the experiments both at low wind speed which formed well-attache flow mostly on the upper surface of the blade, and at high wind speed which blade surface flow completely separated. However, some discrepancy occurs at the relatively high wind speeds where mixed attached and separated flow formed on the suction surface of the blade. It seems that the discrepancy is related to the onset of stall phenomena and consequently separation prediction capability of the current turbulence model. It is also found that strong span-wise flow occurs in stalled area due to the centrifugal force generated by rotation of the turbine rotor and it prevents abrupt reduction of normal force for higher wind speed than the designed value.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.11 no.2
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• pp.100-106
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• 1997

Viscous flow around an actual ship is calculated by an use of RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) solver. Reynolds stress is modelled by using k-$\varepsilon$ turbulence model and the law of wall is applied near the body. Body fitted coordinates are introduced for the treatment of the complex boundary of the ship hull form. The transformed equations in the computational domain are numerically solved by an employment of FVM(Finite Volume Method). SIMPLE(Semi-Implcit Pressure Linked Equation) method is adopted in the calculation of pressure and the solution of the disssssssscretized equation is obtained by the line-by-line method with the use of TDMA(Tri-Diagonal Matrix Algorithme). The subject ship model of actual calculation is 4,410 TEU class container carrier. For 4 geosim models the calculated viscous resistancce values are compared with the model test results and analyzed on their componentss. The resistance performance of an actual ship is predicted very resonably, so this mothod may be utilized as a design tool of hull form.