• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.13-20
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• 2014

The steady-state, incompressible and three-dimensional numerical analysis was carried out to evaluate turbulent models on the aerodynamic performance of a small-size axial fan(SSAF). The prediction performance on the static pressure of all turbulent models is going downhill at the high static pressure and low flowrate region, but has improved at the axial flow region. In consequence, all turbulent models predict the static pressure coefficient with an error performance less than about 4% after the region of the flowrate coefficient of about 0.14. Especially, the turbulent model of SST $k-{\omega}$ shows the best prediction performance equivalent to an error performance less than about 2% on the static pressure.

• 동력기계공학회지
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• 제15권1호
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• pp.32-38
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• 2011

2개의 경사 배플을 가진 사각 채널내의 열전달과 유동양상에 특성을 조사하기 위해 수치해석을 행하였다. 본 연구에서는 바닥에서만 가열된 채널 내 2개의 배플에 9개의 다이아몬드형 구멍을 설치하였다. 배플은 19.8 cm의 폭과 23.2 cm의 길이 그리고 0.5 cm의 두께의 플렉시 글라스를 사용하였다. 다이아몬드형 구멍의 크기는 $2.55\;cm{\times}2.55\;cm$이며 배플 경사각은 $5^{\circ}$를 유지하였다. 레이놀즈수의 범위는 23,000에서 57,000 이다. SST k-${\omega}$ 난류모델을 사용하였다. 누셀트(Nu) 수의 수치해석 결과는 실험 결과로 검증하였다. 유동장에 관한 수치해석으로부터 배플 구멍 근처의 유동 양상을 나타낼 수 있었고 이러한 유동장이 온도장의 특징에 크게 영향을 미친다는 것을 나타내었다. 국부 누셀트수는$x/D_h$=2.5 에서 최대가 되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.25-30
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• 2010

Flow analysis and performa nce evaluation have been performed for a ventilation axial-flow fan with different positions of the motor. Two different positions of motor have been tested; one is in front of the impeller and the other is behind the impeller. Flow analyses are performed by solving three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations through a finite-volume solver. Preliminary numerical calculations are carried out to test the performances of different turbulence models, i.e., SST model, k-$\omega$ model, and k-$\varepsilon$ model with and without using empirical wall function in the flow analysis. The validation of numerical analyses has been performed in comparison with the experimental data. The numerical results for the performance characteristics of the ventilation axial-flow fan with two different positions of the motor have been presented.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.372-377
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• 2010

The objective of this study is to predict the drag of an axisymmetric underwater vehicle with bluff afterbody using CFD. FLUENT, commercial CFD code, is used to simulate high Reynolds number turbulent flows around the vehicle. The computed drag coefficients are compared to available experimental data at various Reynolds numbers. Four widely used two-equation turbulence models are investigated to evaluate their performance of predicting the anisotropic turbulence in a recirculating flow region, which is caused by flow separation arising from the base of the vehicle. The simulations with Realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ and ${\kappa}-{\omega}$ SST turbulence models predict the anisotropic turbulent flows comparatively well and the drag prediction results with those models show good agreements with the experimental data.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.44-52
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• 2002

비정상, 비압축성 Navier-Stokes 코드를 이용하여, 저 레이놀즈수 유동에서 flapping 운동을 하는 익형의 공력특성을 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 비정상 유동장의 효율적인 계산을 위하여, 개발된 코드는 MPI 프로그래밍 기법을 이용하여 병렬처리 되었으며, 난류 유동장의 계산을 위해 2방정식 난류모델의 하나인 k-$\omega$ SST 모델을 적용하였다. 익형의 3가지 운동모드 즉, pitching, plunging, flapping과 주파수 및 진폭의 변화 그리고 두께와 캠버의 변화에 의한 공력특성을 살펴보았고, 이를 위해 NACA4자 계열의 익형을 이용하였다. 해석 결과는 실험치와 비교하여 보았을 때 잘 일치하였으며, 각 운동모드에서의 공기역학적 특성을 파악할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권2호
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• pp.141-146
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• 2011

This study numerically carried out the propeller open water test(POW) by solving Navier-Stokes equations governing the three-dimensional unsteady incompressible viscous flow with the turbulence closure model of the ${\kappa}-{\omega}$ SST model. Numerical simulations are performed at various range of advance ratios. Corresponding to Reynolds numbers of $5.89{\times}105{\sim}6.47{\times}105$ based on free stream velocity and the chord length at 0.7 propeller radius. The present results give a good agreement with those of the experiment. The propeller induced vortical structures have been analyzed by visualizing the resultant vorticity. As the advance ratio increases, the magnitude and length of the resultant vorticity decrease significantly. As the main focus of present study, the numerical model to present the ($r-{\theta}$) plane-averaged resultant vorticity along the streamwise direction for various advance ratios has been suggested.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.535-543
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• 2014

비세장형, 둥근 앞전을 가지고 스팬이 1.0m로 축소된 BWB형 UCAV에 대해 완전난류, 천이 모델을 사용하여 전산해석을 수행하였다. 자유류는 받음각 -4도부터 26도까지 50m/s이며, 평균 시위 기준 레이놀즈수는 $1.25{\times}10^6$이다. 멀티블록 6면체 격자와 함께 완전난류 모델과 천이 모델의 결과를 비교하여 천이효과가 공력 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 풍동 실험과 비교한 결과 양/항력 계수는 해석범위 내에서 잘 일치하였으며, 피칭 모멘트는 높은 받음각에서 작게 예측됨과 동시에 난류모델에 따라 결과가 크게 달라졌다. 압력분포와 skin friction line, 축 방향 속도장을 이용하여 와류구조의 거동과 천이현상이 미치는 영향을 살펴본 결과, 천이효과를 고려하는 것이 UCAV의 정확한 와류 구조와 공력특성 예측에 필요한 것으로 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권2호
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• pp.114-120
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• 2011

조류발전용 다리우스 터빈의 변형된 형태인 헬리컬 터빈의 설계 인자 변화에 따른 성능을 수치해석으로 살펴보았다. 헬리컬 터빈은 수직축 다리우스 터빈을 회전축을 중심으로 상부와 하부를 비틀리게 함으로써 다리우스 터빈의 일반적인 취약점인 초기구동불량과 진동문제를 개선하기 위해 고안된 형태이다. 본 논문에서는 헬리컬 터빈의 비틀림각(Twisting Angle)과 직경대비 높이를 변화시키며 수치해석을 수행하였고, 결과를 바탕으로 최적의 구조를 제안하였다. 3차원 비정상 난류유동해석을 위하여 FLUENT의 RANS방정식과 k-${\omega}$ SST 난류모델을, 격자계 모델링을 위하여 GAMBIT을 이용하였다. 헬리컬 터빈은 적절한 비틀림각에서 양호한 발전효율을 보장하면서 진동을 유발하는 회전력 변화의 진폭을 최소화 할 수 있음을 확인하였고, 효율의 최대가 확보되는 터빈의 최소 높이를 발견하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.109-117
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• 2015

덕트는 항공기의 내부엔진에 외부 공기를 흡입하기 위한 장치이다. 엔진 입구면의 레이더 반사량을 줄여 피탐지성을 감소시키기 위하여 S형태의 덕트를 가지게 되었다. S-Duct는 중심선의 곡률, 입구형상 등의 형상변수에 따라 엔진의 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 RAE M 2129 S-Duct의 입구형상에 대하여 가로세로비의 변경에 따른 덕트 내부 유동에 대한 유동 특성을 알아보기 위해 전산해석을 수행하였다. S-Duct의 성능 평가 기준으로는 유동 왜곡계수를 사용하였다. 공력해석을 위해 상용해석 소프트웨어를 사용하였으며, 벽면에서의 역압력 구배의 영향으로 발생하는 유동박리와 2차 유동을 예측하기 위하여 $k-{\omega}SST$ 난류모델을 사용하였다. S-Duct의 Port side와 Starboard side 각각의 압력분포 값에 대하여 ARA의 실험값과 비교하여 본 연구에서 사용된 전산해석 기법의 타당성을 검증하였다. 해석 결과 모든 형상에 대하여 유동박리와 2차 유동이 발생하는 것을 확인하였다. 반원형 형태의 입구형상을 가지는 S-Duct가 뛰어난 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권4호
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• pp.326-335
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• 2014

터보블로워는 상대적으로 적은 체적유량에서 높은 압력이 요구되는 곳에 사용되는 대표적인 유체기계로서 다양한 산업에 응용되어 사용된다. 본 연구에서는 고속으로 회전하는 소형 2단 터보블로워의 정압상승 메커니즘을 이해하기위해, 1단 임펠러 영역과 터보블로워 전체 영역에 대해서 상용툴인 ANSYS 14.5를 이용하여 CFD해석을 수행하였다. CFD 해석과정에는 역압력 구배에 의한 유동박리 예측에 적합한 k-${\omega}$ SST 난류 모델을 적용하였다. 터보블로워의 전산해석 결과는 KS B 6311 및 KS A 0612에 따른 성능시험방법을 통하여 해석기법이 타당함을 검증하였다. CFD 해석결과 터보블로워의 압력상승은 선형적으로 나타나지 않으며, 안내깃에서의 손실과 케이싱과 임펠러 간극에서 손실이 발생하는 것으로 분석되었다. 소형 2단 터보블로워를 공력성능을 예측하기 위해서는 전체 유동영역에 대한 전산 해석이 필요하며, 실험과 전산해석의 오차에 대해 고려된 전산해석 결과가 선정되어야 한다.