• 제목/요약/키워드: RANS analysis

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굽어진 유로 내부의 충격파-경계층 상호작용 수치연구 (Numerical Study of Shock Wave-Boundary Layer Interaction in a Curved Flow Path)

  • 김재은;정승민;최정열;황유준
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.36-44
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    • 2021
  • 스크램제트 엔진 비행시험체의 굽어진 중앙동체 내부 유로에서 발생하는 충격파-경계층 상호작용에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에는 압축성 Raynolds Averaged Navier Stokes(RANS) 방정식에 난류모델 k-ω SST을 사용하였다. 대표적으로 노즐 윗 벽면의 박리기포, 오목한 충격파와 경계층의 상호작용, 모서리의 충격파-충격파 상호작용이 포착되었다. 해석 결과는 굽어진 내부 유로의 충격파-경계층 상호작용을 가시화하여 이해를 높이고 설계 유의점을 제시하였다.

건물주위의 가스 확산사고에 대한 CFD 난류 해석기법 검토 (Investigation of Turbulent Analysis Methods for CFD of Gas Dispersion Around a Building)

  • 고민욱;오창보;한용식;도규형
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제29권5호
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    • pp.42-50
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    • 2015
  • 도심지역을 단순 모델링한 실규모 공간에서 누출된 프로판 확산과정에 대해 대와동모사(Large Eddy Simulation: LES), 분리와동모사(Detached Eddy Simulation: DES) 및 비정상 레이놀즈평균기법(Reynolds Averaged Navier-Stokes: RANS)을 이용한 3가지 전산해석을 수행하였다. 전산해석은 FLUENT 14를 이용하였고 격자계는 ICEM-CFD를 이용하여 구성하였다. 그 결과 건물 주변의 프로판 농도분포는 주변 와구조와 밀접한 관련이 있어 이러한 와구조를 합리적으로 예측하는 정도에 따라 농도분포가 크게 차이날 수 있음을 알았다. LES와 DES는 비교적 유사한 와구조와 프로판 농도분포를 보이지만 RANS는 너무 부드러운 농도분포를 보여 복잡한 비정상적인(Unstedy) 난류 유동장을 재현하는데 한계가 있어 가스연료 누출 초기의 농도분포 전개과정을 예측하는 데에는 어려움이 있을 것으로 판단된다. 해석결과와 계산시간까지 고려한다면 DES 방법이 실규모에서의 가스연료 누출 확산과정에 대한 CFD 해석방법으로 적합할 것으로 판단된다.

자동차 냉/난방 성능 향상을 위한 공기조화 덕트의 기류해석 (Aerodynamic Analysis of Automotive HVAC Duct for Enhancement of Cooling/Heating Performance)

  • 주재우;이기돈;허만웅;김광용;박준규;윤정환;김홍빈
    • 설비공학논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.23-28
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    • 2012
  • In the present work, numerical analyses of air flow in HVAC duct have been carried out for enhancement of cooling/heating performance. For the analyses, three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations have been solved with the shear stress transport turbulence model. The numerical results were validated in comparison with the experimental data. Based on the numerical results, the HVAC duct was designed to reduce the pressure loss. The modified duct geometry shows largely reduced pressure drop in comparison with the reference geometry. And, through modified duct shape, the performance of air conditioning has been enhanced.

하이드라진 아크 추력기의 열화학적 성능해석 (Thermochemical Performance Analysis of Hydrazine Arc Thruster)

  • 신재렬;오세종;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.35-38
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    • 2005
  • 하이드라진을 추진제로 쓰는 아크젯 추력기 내의 열화학적 유동장을 전산유체를 이용해 해석하였다. Ohm가열 및 Lorentz힘을 고려하기 위하여 Maxwell 방정식과 연계된 RANS 방정식을 이용하였으며, 매우 빠른 반응 및 광학적으로 두꺼운 매질을 가정하여 하이드라진의 화학 반응과 열복사를 해석에 포함하였다. 아크젯 추력기 내부 유동의 열-물리적 이해와 더불어, 해석의 결과는 0.6 kW의 가열에 의하여 성능지표인 추력과 비추력이 각각 $20\%와 200\%$가 향상됨을 보여준다.

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Improved Delayed DES 해석을 통한 돔 형상의 풍압 계수 및 풍압 스펙트럼 산정 (Wind Pressure Coefficients and Spectrum Estimation of Dome by Improved Delayed Detached Eddy Simulation)

  • 박범희;전두진;한상을
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.95-102
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    • 2019
  • In this study, the reliability of the analysis is evaluated by comparing the average wind pressure coefficient, RMS wind pressure coefficient and wind pressure spectrum with same condition of wind tunnel test which are calculated in the high-Reynolds number range of 1.2×106, 2.0×106 each for the typical curved shape dome structure. And it is examined by the reliability of analysis through Improved delayed detached Eddy Simulation(IDDES), which is one of the hybrid RANS/LES techniques that can analyze the realistic calculation range of high Reynolds number. As a result of the study, it was found that IDDES can be predicted very similar to the wind tunnel test. The distribution pattern of the wind pressure coefficient and wind pressure spectrum showed a similar compared with wind tunnel test.

이온화를 고려한 Arcjet 추력기의 화학 평형 유동 및 성능해석 (Chemical Equilibrium Flow and Performance Analysis of the Arcjet Thruster with Ionization Effects)

  • 신재렬;오세종;최정열
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.132-135
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    • 2005
  • 하이드라진을 추진제로 쓰는 아크젯 추력기 내의 열화학적 유동장을 전산유체를 이용해 해석하였다. Ohm가열 및 Lorentz힘을 고려하기 위하여 Maxwell 방정식과 연계된 RANS 방정식을 이용하였으며, 매우 빠른 반응 및 광학적으로 두꺼운 매질을 가정하여 이온화와 열복사를 해석에 포함하였다. 해석의 결과는 아크젯 추력기 내부 유동의 열-물리적 이해와 더불어 0.6 kW 가열에 의하여 하였을 때 추력과 비추력이 각각 20%와 70%가 향상됨을 보여주었다.

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사각채널 내 주기적으로 배열된 반원 리브 영향의 유동해석 (Analysis of the turbulent flow on the periodically arranged semi-circular ribs in a rectangular channel)

  • 이경환;나인;최순호;정효민;정한식
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.31-36
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    • 2011
  • The flow characteristics on the periodically arranged semi-circular ribs in a rectangular channel for turbulent flow have been investigated numerically. The aspect ratio of the rectangular channel was AR=5, the rib height to hydraulic diameter ratio was 0.07 and rib height to channel height ratio was e/H=0.117. The v2-f turbulence model and SST k-${\omega}$ turbulence model were used to find the flow characteristics of near the wall which are suited for realistic phenomena. The numerical analysis results show turbulent flow characteristics and pressure drop at the near the wall as observed experimentally. The results predict that turbulent kinetic energy(k) is closely relative to the diffusion of recirculation flow, and v2-f turbulence model simulation results have a good agreement with experimental.

DES를 이용한 초음속 유동내 수직 연료분사 유동의 비정상 3차원 해석 Part II : 반응 유동장 (Unsteady Three-Dimensional Analysis of Transverse Fuel Injection into a Supersonic Crossflow using Detached Eddy Simulation Part II : Reacting Flowfield)

  • 원수희;정인석;최정열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.879-888
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    • 2009
  • 초음속 주 유동내 수소의 수직분사에 의한 비정상 반응 유동장에 대한 3차원 수치해석이 DES 난류 모델과 상세 화학반응 모델을 이용하여 수행되었다. 난류 반응 유동의 물리적 현상을 이해하기 위하여 해석 및 실험 결과를 비교하였다. 계산에 의해 구해진 OH 분포는 실험의 OH-PLIF 결과를 잘 모사하고 있다. 반면, 점화 지연 시간은 계산과 실험 사이에 차이를 보이고 있으며, 이는 실험적 계측의 한계에 기인하는 것으로 생각된다. RANS 및 DES 계산 결과의 비교로부터 간헐 현상을 확인하였으며, 유선을 따른 온도 분포 및 중첩된 OH 질량 분율을 통해 시 공간적 간헐 현상을 정량적으로 측정하였다.

날개 끝과 날개 동체 페어링의 설계 및 공력해석 (Design and Analysis of Wing-Tip and Wing-Body Fairings)

  • 박상일;곽인근;이승수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.289-296
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    • 2011
  • 본 논문에서는 항공기의 항력 감소를 위해 페어링 형상을 설계하고 설계 형상에 대한 공력해석을 수행하였다. 페어링은 날개 끝과 날개-동체 접합부에 대해 적용되었다. 날개끝 페어링의 경우 날개 전체에 대한 유동 해석을 수행하였고 날개-동체 페어링에 대해서는 전기체에 대한 해석을 수행하였다. Menter의 ${\kappa}-{\omega}$ SST 난류 모델이 적용된 3차원 RANS 코드를 이용하였으며 유동 해석을 실시하였다. 페어링의 형상과 유무에 따른 해석 결과를 비교하여 각각의 페어링 날개와 항공기의 항력에 미치는 영향을 확인하였다.

DES법을 이용한 SUBOFF 잠수함 모델 주위 유동 수치해석 연구 (Numerical Simulation of the Flow Around the SUBOFF Submarine Model Using a DES Method)

  • 서성부;박일룡
    • 대한조선학회논문집
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    • 제58권2호
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    • pp.73-83
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    • 2021
  • In this study, the numerical investigation of the flow around the SUBOFF submarine model is performed by using the Detached Eddy Simulation (DES) method which is developed based on the SST k-ω turbulence model. At the DES analysis level, complex vortical flows around the submarine model are caused mainly by the vortices due to the appendages and their interactions with the flows from the hull boundary layer and other appendages. The complexity and scale of the vortical flow obtained from the numerical simulations are highly dependent on the grid. The computed local flow properties of the submarine model are compared with the available experimental data showing a good agreement. The DES analysis more reasonably estimates the physical phenomena inherent in the experimental result in a low radius of the propeller plane where vortical flows smaller than the RANS scale are dominant.