• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.31-39
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• 1999

OFO, FOF 삼중 충돌형 및 FOOF 이중 분리 충돌형 분무연소장의 3차원 수치해석을 통한 연소성능 예측 및 성능설계 방법에 대하여 고찰하였다. 예조건화 압축성 유동 지배방정식과 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 바탕으로 LU-SGS 기법을 사용하여 시간적분 하였으며 분무과정은 DSF 방법을 사용하여 모사하였다. n-heptane 액적과 공기를 연료와 산화제로 하는 액체 추진기관 내에서의 분무 연소장을 계산하였으며 연소에서의 난류의 영향은 eddy 소산모델을 사용하여 모사하였다. 분무연소장의 특성과 연소성능이 비교되었으며, 계산 결과 FOF 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 우수한 반면, OFO 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 저조한 것으로 나타났다. 연소효율에 중대한 영향을 미치는 파라미터로는 운동량비에 따른 초기 분무 액적의 평균직경과 혼합효율임을 확인하였다. 연소효율은 초기 분무 액적의 평균직경과 반비례, 혼합효율에 비례하여 증가되며, 산화제/연료 혼합비도 비례하여 상승하나, 일정 운동량비 이상에서는 감소되는 것으로 나타났다. 각 분사기 형태에서 운동량비에 따른 연소효율의 변화는 혼합효율의 변화와 동일한 경향을 보이며 그 크기는 분무 액적의 평균직경에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.925-931
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• 2010

본 논문은 공동 주위 난류유동특성을 LES 기법으로 수치해석을 수행하여 알아보았다. 본 연구에 적용된 레이놀즈수는 공동 깊이만큼의 높이 h 에서의 유속을 기준으로 $1.0{\times}10^5$ 이며 3 차원 공동에서의 유동특성을 알아보았다. 적절한 비압축성 Filtered Navier-Stokes 방정식을 적용하기 위해, 계산격자를 공동 표면 근처에는 조밀하게 멀어질수록 성기게 생성하였으며, 이는 계산시간을 단축시키며 빠른 수렴을 도와준다. 또한, Boussinesq 가설을 subgrid-scale 난류모델에 적용하였고, Subgrid-scale 난류점성을 얻기 위해 smagorinsky-Lilly SGS 모델을 적용하였으며, 그 때의 CFL 수는 1.0 이다. 또한, 본 논문은 서로 다른 4 가지 형상의 공동의 및 입구조건의 변화에 따른 유동 특성도 함께 연구되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.82-88
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• 2011

본 연구의 목적은 실용연소기를 대상으로 한 복잡한 난류 연소장에의 Dynamic SGS G-방정식의 유용성을 확인하는 데에 있다. 본 연구에서는 sub-grid 난류확산과 화염 두께에 근거한 새로운 난류화염 전파속도 모델을 제안하였으며, sub-grid 난류강도를 이용한 기존 모델과의 비교, 검증을 수행하였다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권4호
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• pp.201-207
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• 1992

Yeo(1987)에 의하여 유도된 평균된 비선형괴의 표현식을 이론 및 실험적 분석을 통하여 난류구조의 특성을 밝혔다. 일반 평균정의식으로부터 가우스형 필터함수를 사용하여 얻어진 이 식에 의하면 종래와 같이 비선형항을 4개의 항으로 분리하여 각각을 해석할 필요가 없으며 기존 난류모형이 갖는 Closure문제로 인한 한계성도 극복할 수 있는 가능공을 보여주고 있다. 새로이 유도된 표현식으로부터 종래 개염적으로만 인식되어 왔던 vortex stretching현상을 이논적으로 도출할 수 있었으며 실제 난류자료의 분석결업 이들의 영향이 지배적임을 입증하였다. 따라서 vortex stretching의 영향을 무시한 난류모형은 그 타당성을 상설하게 된다. 또한 LES모형에 적용시킨 결과 일반적 형태의 에너지 표현식을 얻을 수 있었으며 기존의 Smagorinsky모형, 회전모형및 SGS에너지 모형은 완전히 별개의 것이 아니라 난류에너지 중 변형 및 회전에 의한 영향의 고려 가부에 따라 구분되어짐을 보였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제13권3호
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• pp.28-34
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• 2008

In engineering application of large eddy simulation, there are still questions as follows grid dependency on numerical results, the effect of upwind scheme against a calculation instability, appropriate boundary conditions dealing with turbulence fluctuation and the performance of SGS models. In this study, in order to develop the LES to the engineering application, large eddy simulation was carried out to investigate the effect of upwind scheme, turbulent subgrid model and the grid dependancy of the flow around a wall-mounted cube in a channel at Re=40,000 based on cubic height and bulk mean velocity. The computed velocities, turbulence quantities, separation and reattachment length were evaluated compared with the experimental results of R. Matinuzzi and C. Tropea.

• 동력기계공학회지
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• 제4권3호
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• pp.40-47
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• 2000

The turbulent flow with wake, reattachment and recirculation flow is very important from the viewpoint of engineering. But that is still difficult because of especially the unsteady problems which are related with the vehicle dynamics and the aerodynamics noise. This paper evaluate LES that can analyze about all fluid flow region including the laminar, transition and turbulent. So we compare the results of LES with those of PIV measurement and Reynolds averaging models. In conclusion, LES predicts flow behavior better than Reynolds averaging models.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.634-637
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• 2008

A large eddy simulation with an explicit filter on unstructured mesh is presented. The flow filed is semi-implicitly marched by a fractional step method. Spatial discretization of the solver is designed to guarantee the second order accuracy. An isotropic explicit filter is adopted for measuring the level of subgrid scale velocity fluctuation. The filter is linearity-preserving and has second order commutation error. The developed subgrid scale model is basically eddy viscosity model which depends on the explicitly filtered fields and needs no additional ad hoc wall treatment, such as van Driest damping function. For the validation, the flows in a channel and a pipe are calculated and compared to experimental data and numerical results in the literature.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권1호
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• pp.53-61
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• 1999

Two-dimensional, unsteady, incompressible and compressible Navier-Stokes codes are developed for the computation of the viscous turbulent flow over high-lift airfoils. The compressible code involves a conventional upwind-differenced scheme for the convective terms and LU-SGS scheme for temporal integration. The incompressible code with pseudo-compressibility method also adopts the same schemes as the compressible code. Three two-equation turbulence models are evaluated by computing the flow over single and multi-element airfoils. The compressible and incompressible codes are validated by predicting the flow around the RAE 2822 transonic airfoil and the NACA 4412 airfoil, respectively. In addition, both the incompressible and compressible code are used to compute the flow over the NLR 7301 airfoil with flap to study the compressible effect near the high-loaded leading edge. The grid systems are efficiently generated using Chimera overlapping grid scheme. Overall, the κ-ω SST model shows closer agreement with experiment results, especially in the prediction of adverse pressure gradient region on the suction surfaces of high-lift airfoils.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권6호
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• pp.628-637
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• 2004

The present study investigates the performance of dynamic mixed model (DMM; Zang et ai.) in a channel with strong wall injection through a Large eddy simulation (LES) technique. The DMM results are compared with those of DNS and the results obtained with popular dynamic Smagorinsky model (DSM). Better agreement is achieved when using the DMM with box filter than DSM and coarse DNS in predicting the first and second order statistics as well as large-scale structures of velocity and temperature fields. Such favorable features of DMM are attributed to the fact that it explicitly calculates the modified Leonard stress term and only models the remaining cross and the SGS Reynolds stress terms and, thus, it reduces the excessive burden put on the model coefficient of DSM. Also it is demonstrated that the DMM can be successfully extended to the prediction of temperature (passive scalar) field where strong streamwise inhomogeneity exists.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.83-91
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• 2000

A numerical study was carried out to investigate the 'unstart' process of thermally-choked combustion in model scramjet engines. The combustion mechanism of supersonic combustor will be compared with the experimental results obtained from the T3 free-piston shock tunnel at ANU (Australian National University) and the high enthalpy supersonic wind tunnel at UT (University of Tokyo). For the numerical simulation of supersonic combustion. multi-species Navier-Stokes equations were considered. and detailed chemistry reaction mechanism of $H_2$-Air were adopted. The governing equations were solved by Roe's FDS method and LU-SGS method with MUSCL scheme. In this study. it is found that the thermal choking process could result from excessive heat release due to combustion. In detail, sufficient heat release could be generated at local region of very high temperature increased by reflection of shock waves or vortex sheets. Accordingly the flow of downstream of the combustor fell to subsonic field propagated upstream along the combustor. Sometimes the subsonic flow field propagated into isolator could generate precombustion shock waves in the isolator.