• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.21-29
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• 2002

본 연구는 다공벽과 공동을 사용한 피동제어법을 천음속 습공기 유동에서 발생하는 충격파와 경계층 간섭에 적응하였다. 지배방정식은 액적성장 방정식과 완전히 결합된 2차원, 비정상, 압축성 Navier-Stokes 방정식이며, 3차 오더 MUSCL 타입의 TVD 기법을 사용하였다. 또 난류모델로는 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다. 본 연구에서 적용한 제어법의 유용성을 조사하기 위해 유동의 전압손실과 충격파 변위의 시간의존성 거동을 해석하였다. 수치계산 결과로부터 본 연구의 피동제어기법을 통해 천음속 습공기 유동에서 발생하는 충격파/경계층 간섭으로 인한 전압손실이 상당히 감소하였고, 익에서 충격파 운동을 억제하는 것으로 나타났다. 또 다공영역의 위치가 본 연구의 제어법의 효과에 상당한 영향을 준다는 것이 발견하였다.

• 에너지공학
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• 제21권3호
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• pp.237-242
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• 2012

이 연구에서는 초음속 연소에서 발생하는 열폐색의 다양한 현상을 규명하기 위해 확대 축소 노즐 내부에서 열폐색에 의해 형성되는 2차원의 초음속의 비정상 유동장에 대한 수치해석 결과를 제시한다. 열폐색에 의해 야기되는 이동 충격파를 수치계산하기 위해 TVD 스킴을 이용하며, 노즐의 확대부의 일정영역에 가열을 통하여 열폐색이 발생할 수 있는 조건을 형성하고, 이 때 발생하는 천이현상을 분리부가 있는 경우와 없는 경우에 대해 불시동현상 발생속도, 비추력의 불안정성 등을 통해 비교, 설명한다. 분리부가 있는 경우가 없는 경우에 비해 열폐색에 의해 발생한 경사 충격파가 느린 속도로 상류측으로 이동하여 분리부의 설치가 엔진 불시동의 지연효과가 있음을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.61-66
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• 2012

본 연구에서는 NACA0014 천음속 익형 유동에 있어서 비평형 응축이 Terminating shock 의 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.87 에 대해 정체점 상대습도가 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$ 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 동일한 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating shock 의 충격파 강도를 약화시키고 충격파의 진동수도 감소시킨다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수는 증가한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우, 충격파의 이동거리는 주류 마하수가 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 충격파가 동일한 x/c 에 위치하는 경우, Terminating shock 의 충격파 강도는 충격파가 상류로 이동할 때가 하류로 이동할 때보다 강하게 된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.1-10
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• 1998

본 논문에서는 비압축성 Newtonian 점성유동에서 초기에 순간 출발하는 2차원 실린더 주위의 유동을 해석하기 위해서, 와도를 기저로 한 수치해석기법을 제안하고 있다. Helmholtz 분리 형태로 표현된 Navier-Stokes방정식에서 유도되는 와도전달방정식과 압력방정식, 그리고 벡터등식에서 유도되는 속도-와도 관계식을 이 문제의 지배방정식으로 택하고, 경계조건으로는 물체표면에서 와도와 압력의 연성관계와 힘의 평형을 고려한 동적와도경계조건과 동적압력조건이 제시된다. 이 지배방정식과 경계조건을 수치적으로 처리하기 위하여, 와도와 압력이 연성되어 있는 경계조건은 Wu등(1994)이 제안한 대로, 연성관계를 유지한 채로 식을 분리하는 방법을 이용하였고, 와도전달 방정식은 유한체적법으로 계산하였으며, 그 식에 포함된 대류항을 처리하는 방법으로 TVD 방법을 이용하였다. 속도는 Biot-Savart적분항이 포함된 벡터등식에서 panel방법으로 구하고, 압력방정식은 형태가 Poisson방정식이므로 역시 panel방법을 이용하였다. 계산에 사용된 격자로 정규격자를 이용하고, 결과를 다른 수치적, 해석적 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.97-103
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• 2003

연소기 내부에서 연소효율의 증대목적으로 사용되어지고 있는 후향계단후류의 측면제트 분사가 있는 초음속 난류유동장에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2차원 Navier_Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$ 난류모델식을 고해상도 풍상차분법인 TVD 기법을 사용하여 비정상 유동장에 대한 수치계산을 수행하였다. 유동특성은 제트분사에 의한 마하면이 장애물 역할을 하여 후향계단과 마하면사이에 공동유동(cavity flow)과 비슷한 유동현상이 나타난다. 따라서, 공동 유동에서 발생하는 유동의 진동특성이 나타날 것을 예측할 수 있다. 수치계산 결과에서도 모맨텀플럭스와 분사위치에 따라, 공동유동에서 발생하는 진동특성을 갖는 비정상 유동 특성이 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.229-239
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• 2019

산사태의 시간에 따른 전파를 모의하기 위해서 천수방정식을 사용하여 산사태 수치모형을 개발하였다. 하천 및 해양에서의 산사태에 모두 해석이 가능하도록 (b, s) 좌표로 표현된 천수방정식을 개발하였다. 산사태에서 발생하는 수치적인 불연속성을 극복하기 위해서 HLL approximate Riemann solver와 total variation diminishing (TVD) limiter를 사용한 유한체적법을 사용하였다. 댐파괴 흐름와 토석류의 각 경우에 수치해석을 수행한 결과를 해석해와 실험자료와 비교를 하였다. 그 결과 서로 유사함을 확인되었다. 본 모형을 사용하여 해상 산사태와 해저 산사태를 성공적으로 모의하였다. 해저 산사태에 비해 해상 산사태의 전파속도가 더 빠르고, 바닥경사가 급할수록 또는 거칠기가 작을수록 산사태 전파속도가 더 빨라짐을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.91-100
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• 2008

본 연구는 Cartesian 격자망을 기본으로 하여 복잡한 지형을 위한 격자를 간편하고 효율적으로 생성할 수 있는 기법인 분할격자체계를 제안하고자 한다. 분할격자기법은 전반적인 흐름영역의 격자는 균일한 크기의 Cartesian 격자로 표현하지만 수치모형의 정확성, 적용성 및 효율성을 증대시키기 위하여 흐름의 특성이 변하는 격자를 분할하여 처리하는 기법이다. 분할격자체계에 의한 격자망은 다양한 크기 및 형상을 지니게 되므로, 유한체적기법을 적용하여 복잡한 흐름영역을 위한 수치모형을 구성한다. HLLC Riemann 근사해법을 이용하여 지배방정식을 이산화하였으며, 수치해의 안정성을 기하기 위하여 TVD-WAF기법을 적용하였다. 분할격자체계를 이용한 수치모형을 검증하기 위하여 해석해가 존재하는 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하였다. 해석해와 수치모의 결과를 비교하여 본 연구에서 제안된 기법이 균일격자 및 분할격자체계에서 자유수면변위 및 x-축 및 y-축 방향의 유속을 정확히 모의함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.62-68
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• 2004

A comprehensive numerical analysis has been carried out for both non-reacting and reacting flows in a scramjet engine combustor with and without a cavity. The theoretical formulation treats the complete conservation equations of chemically reacting flows with finite-rate chemistry of hydrogen-air. Turbulence closure is achieved by means of a k-$\omega$ two-equation model. The governing equations are discretized using a MUSCL-type TVD scheme, and temporally integrated by a second-order accurate implicit scheme. Transverse injection of hydrogen is considered over a broad range of injection pressure. The corresponding equivalence ratio of the overall fuel/air mixture ranges from 0.167 to 0.50. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous studies. In particular, the oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the .underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is related not only to the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flow-field. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The roles of the cavity, injection pressure, and heat release in determining the flow dynamics are examined systematically.

• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.46-54
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• 1997

본 연구에서는 공업적으로 널리 활용되고 있는 초음속 부족팽창 제트유동을 용이하게 예측하기 위하여, 종래의 수치계산 결과를 이용, 축대칭 및 2차원 초음속 부족팽창 제트유동에 대한 스케일링 식을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 축대칭 및 2차원 제트유동에 관한 경험식들은 TVD수치계산 결과와 잘 일치하였으며, 노즐의 작동압력비가 주어지는 경우, 초음속 부족팽창 제트유동의 형태는 스케일링 식들에 의하여 잘 예측할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권1호
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• pp.34-40
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• 2004

Recently with growth in the capability of super computers and Parallel computers, shape design optimization is becoming easible for real problems. Also, Computational Fluid Dynamics(CFD) techniques have been improved for higher reliability and higher accuracy. In the shape design optimization, analysis solvers and optimization schemes are essential. In this work, the Roe's 2nd-order Upwind TVD scheme and DADI time march with multigrid were used for the flow solution with the Euler equation and FDM(Finite Differenciation Method), GA(Genetic Algorithm) and Kriging were used for the design optimization. Kriging were applied to 2-D airfoil design optimization and compared with FDM and GA's results. When Kriging is applied to the nonlinear problems, satisfactory results were obtained. From the result design optimization by Kriging method appeared as good as other methods.