• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.444-450
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• 2012

The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.414-419
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• 2012

The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.147-157
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• 2022

후향단차 수공구조물의 모서리에서는 흐름분리가 발생하며 이로 인해 형성되는 전단층과 재순환 흐름 영역에서의 흐름은 복잡한 난류가 지배적이다. 물리적으로 안정하면서 성능이 보장되는 구조물 설계를 위해서는 이러한 난류 흐름의 거동을 정확하게 예측하고 분석하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 공학적으로 널리 이용되고 있는 대표적인 난류 모형인 k-ω SST 모형과 RNG k-ε 모형을 이용한 3차원 RANS 계산을 통해서 개수로에 설치된 후향단차를 통과하는 난류 흐름을 레이놀즈 수 23,400과 후르드 수 0.22의 조건에서 수치모의하고, 해석 결과를 기존 실험자료와 비교 분석하여 수치해석의 성능을 평가하고자 한다. 두 가지 난류 모형을 이용하여 구한 평균유속 분포를 보면 모두 경계층에서 관측된 실험값을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 재순환 영역 상부에서 계산된 평균유속을 보면 RNG k-ε 모형이 k-ω SST 모형보다 중앙부에서의 유속을 약 5% 정도 크게 계산하는 것으로 나타났다. 난류 통계량 관점에서 보면 두 난류 모형 모두 단차 모서리 직하류에서 흐름 분리로 인해 발생하는 레이놀즈 전단응력을 현저히 과소산정하는 한편, 재부착점 하류에서는 실험값을 상대적으로 양호하게 재현하는 것으로 나타났다. RNG k-ε 모형은 수로 바닥 부근 경계층에서의 전단응력 분포를 k-ω SST 모형보다는 우수한 정확도로 실험값을 계산하는 반면에 접근수로 경계층에서 그리고 단차 하류부에서는 경계층 상부에서 전단응력을 과대 산정하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.462-468
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• 2004

Large eddy simulation(LES) methodology used to model isothermal non-swirling and swirling flows in a model gas turbine combustor. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. To verify the capability of LES code and characterize swirling flow, the results was compared with that of Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) using k -$\epsilon$ model as well as experimental data. The results showed that the LES and RANS well predicted the mean velocity field of a non-swirling flow. Specially, the LES showed a very excellent prediction performance for the corner recirculation zone. In swirling flow, comparing with the results obtained by RANS, LES showed a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, and the central recirculation zone. Finally, unsteady phenomena of turbulent flow was examined with LES methodology.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.1-10
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• 2001

비 압축성 점성 유동에 대한 RANS 방정식의 수치 해법을 사용해서 4상한(four quadrant) 조건에서 작동하는 박용 프로펠러 주위의 난류 유동과 프로펠러 단독 성능을 계산하였다. 4상한 조건의 단독 성능에 대한 실험결과가 존재하는 모형 프로펠러 P4381에 대하여 계산된 유동은 다양한 조건에서 프로펠러에 발생하는 3차원 유동박리를 포함한 복잡한 점성유동 특성을 잘 보여주었으며, 계산된 프로펠러 추력과 토크는 실험에서 캐비테이션이 심하게 발생된 일부 경우를 제외하고는 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.1-13
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• 2020

높은 레이놀즈수를 갖는 공학적인 흐름을 예측하는 가장 일반적인 방법은 여전히 벽함수를 이용하는 난류모형에 근거한 RANS 수치모의이다. 최근 벽근처의 점성영역 관계식과 벽에서 떨어진 대수영역 관계식을 혼합하여 개발된 일반화된 벽함수들은 두 영역사이의 난류량과 유속이 부드럽게 천이하도록 한다. 이 연구는 난류운동에너지(TKE), 에너지 소산율, 비소산율, 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들을 조합하여 일련을 수치 모의를 수행하여 널리 이용되고 있는 난류모형들의 성능과 수렴 특성을 분석하였다. 이 연구 결과는 RNG k-𝜖 모형의 경우 첫번째 계산격자가 완충층에 놓이게 될 때는 반복 계산시 작은 허용오차를 이용하여 주의 깊게 적용을 하여야 안정된 해를 구할 수 있음을 보여준다. 표준 k-𝜖과 RNG k-𝜖 모형은 TKE와 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들 중 어느 것을 선택하여 적용하더라도 수치모의 결과가 민감하게 반응하지 않는 것으로 나타났다. 한편, k-ω SST 모형의 경우 TKE에 대해서는 kL-벽함수 그리고 와점성에 대해서는 nutUB-벽함수를 이용하여야 정확하고 안정된 경계 조건 설정을 보장할 수 있다. 레이놀즈수 155,000조건에서 적용한 후방계산흐름 수치모의 결과 격자 해상도에 상관없이 약 13% 정도 재부착 거리를 과소평가하는 모형을 제외하고 나머지 적용한 난류모형들 모두 적절히 세밀한 해상도의 격자에서 양호하게 재부착거리를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.16-25
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• 2007

Studies of unsteady-airfoil flows have been motivated mostly by efforts to avoid. or reduce such undesirable effects as flutter, noise and vibrations, dynamic stall. In this paper, we carry out a computational study of viscous flows around a two-dimensional oscillating airfoil to investigate unsteady effects in these important and challenging flows. A fully implicit incompressible RANS solver has been used for calculating unsteady viscous flows around an airfoil. The cell-centered End order finite volume method is utilized to discretize governing equations. in order to ease the flow computation for fluid region changing in time, improve the qualify of solution and simplify the grid generation for an oscillating airfoil flow, the computational method adopts a moving and deforming grid generation technique based on the multi-block grid topology. The numerical method is applied for calculating viscous flows of an oscillating NACA 0012 in uniform flow. The computational results are compared with available experimental data. Computed results are compared with experimental data and flow characteristics of the experiment are reproduced well In the computed results.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.1-13
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• 2001

사항상태의 선박 주위의 점성유동 계산을 위하여 RANS 방정식에 대한 수치계산법을 개발하였다. 수치계산법은 이산화방법으로 유한체적법에 기초하여, 비점성 대류항에 대하여는 3차 정도의 flux-difference splitting 방법을 사용하고 시간 적분은 Euler 음해법을 사용하였다. 난류모형으로는 Spalart-Allmaras one-equation 모형을 사용하였다. 개발된 수치계산법을 이용하여 선수형상은 같으나 선미형상이 다른 두 VLCC 선형에 대한 조종유체력 및 유동 특성을 계산하고 이를 실험결과와 함께 비교하고 살펴보았다. 계산결과는 구속모형시험과 국부유동계측으로부터 얻은 유체력 및 유동을 잘 예측하고 있을 뿐 아니라 선미형상 차이에서 나타나는 유체력 및 유동특성의 차이도 잘 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권6호
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• pp.471-478
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• 2008

Detached Eddy Simulation (DES) is performed for developing turbulent flow of the $270^{\circ}$ curved duct at a Reynolds number of 56,690. The curvature ratio on the basis of a centric radius $R_c$ and a duct height H is 3.357. Turbulence models adopted are k-$\omega$ model for Reynolds Average Navier-Stokes (RANS) equation Simulation and Shear Stress Transport (SST) model for DES. DES is used as the hybrid computation technique combined with RANS-SST and Large Eddy Simulation (LES). Predicted results are compared with measured results including the distributions of Reynolds stresses and the flow characteristics on the symmetric plane of curved duct are presented. Judging from the comparison between the predicted and the measured results, the DES approach is applicable to calculate the developing turbulent flow in a $270^{\circ}$ curved duct.