• 제목/요약/키워드: Roe의 FDS기법

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병렬컴퓨팅을 이용한 터보기계 내부 유동장 해석 (Analysis of Turbomachinery Internal Flow Using Parallel Computing)

  • 이장준;김유신;이동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.586-592
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    • 2000
  • 터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.

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예조건화 방법론의 Navier-Stokes 방정식에의 적용 (Application of Preconditioning to Navier-Stokes Equations)

  • 이상현
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.16-26
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    • 2004
  • 본 연구의 목적은 예조건화 방법론을 난류모델을 포함한 Navier-Stokes 방정식에 적용하는 것이다. 가상 음속 개념을 적용하였다 공간차분을 위해 Roe의 FDS를 사용하였고, 시간 적분을 위해 LU-SGS 기법을 사용하였다. 알고리즘을 검증하기 위하여 NACA 날개 주위의 저속유동, 초음속 노즐 유동을 계산하였다. 본 연구에서 개발된 알고리즘은 저속유동 및 초음속 유동의 계산에서 충분한 계산 성능을 보이는 것으로 판단된다.

초음속 유동장 내의 확산 화염에 관한 수치 연구 (A Numerical Study of Diffusion Flames in Supersonic Flow)

  • 김지호;윤영빈;정인석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.17-17
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    • 1997
  • 극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

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혼합차원기법을 이용한 고속열차의 터널 통과 시 발생하는 비정상 압축성 유동장의 수치해석 (Hybrid Dimensional Approach to the Unsteady Compressible Flowfield Analysis around a High-speed Train Passing through a Tunnel)

  • 김태윤;권혁빈;이동호;김문상
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.78-83
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    • 2002
  • 고속 열차가 터널을 통과할 때 열차 주위와 터널 내부에 발생하는 비정상 유통장을 규명하기 위해서 향상된 겹침 격자기법과 Roe의 FDS를 사용한 축대칭 Euler Solver를 개발하였다. 혼합차원기법이라는 새로운 영역기법을 개발하여 열차와 터널의 상호작용을 해석하는데 적용하였으며, 이 기법은 공간 차원의 최소 가정을 통해서 수치 계산의 효율성을 극대화하는 것에 목적을 두고 있다. 향상된 겹침 격자기법에 개발된 혼합차원기법을 추가하면 완전한 축대칭 방법과 거의 동일한 수준의 수치 정확도를 얻을 수 있다. 혼합차원기법은 특히 긴 터널에서 열차와의 상호작용을 해석할 때 높은 수치적 이득을 얻을 수 있다.

비정렬 격자계에서 Block LU-SGS 기법의 개선에 관한 연구 (Improvement on Block LU-SGS Scheme for Unstructured Mesh)

  • 김주성;권오준
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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    • pp.38-44
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    • 2001
  • An efficient Gauss-Seidel time integration scheme is developed for solving the Euler and Navier-Stokes equations on unstructured meshes. Roe's FDS is used for the explicit residual computations and van Leer's FVS for evaluating implicit flux Jacobian. To reduce the memory requirement to a minimum level, off-diagonal flux Jacobian contributions are repeatedly calculated during the Gauss-Seidel sub-iteration process. Computational results based on the present scheme show that approximately $15\%$ of CPU time reduction is achieved while maintaining the memory requirement level to $50-60\%$ of the original Gauss-Seidel scheme.

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G7 시제 차량의 터널내부 압력파에 대한 수치 해석 (The Numerical Simulation of the Pressure wave for G7 Test Train in the Tunnel)

  • 권혁빈;김태윤;권재현;이동호;김문상
    • 한국철도학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.260-266
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    • 2002
  • A numerical simulation has been performed to estimate the transient pressure variation in the tunnel when G7 test train passes through the test tunnel in the Kyoeng-Bu high-speed railway. A modified patched grid scheme is developed to handle the relative motion between a train and a tunnel. Also, a hybrid dimensional approach is proposed to calculate the train-tunnel interaction problem efficiently. An axi-symmetric unsteady Euler solve using the Roe's FDS is used for analyzing a complicated pressure field in tunnel during the test train is passing through the tunnel. Usually, this complex phenomenon depends ell the train speed, train length, tunnel length, blockage ratio between train and tunnel cross-sectional area, relative position between train and tunnel, etc. Therefore, numerical simulation should be done carefully in consideration of these factors. Numerical results in this study would be good guidance to make test plans, test equipments selection and to decide their measuring locations. They will also supply important information to the pressurization equipment for high-speed train.