• 대한토목학회논문집
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• 제32권2B호
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• pp.123-130
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• 2012

천수방정식의 수치모형에 MLP(Multi dimensional Limiting Process)기법을 적용한 후 수치모의를 통해 MLP의 수치 진동 제어 성능을 검증하였다. MLP기법은 2, 3차원에서 기존의 TVD 제어자(limiter)들보다 안정적이며 정확한 수치모의를 가능하게 한다. 다차원에서 정확하고 안정적인 수치모의가 가능하도록 개발된 MLP기법은 압축성 유체를 표현하는 2, 3차원 오일러 방정식에 적용되어 기존의 제어자들에 비해 그 뛰어난 성능이 검증된 바 있다. 하지만 천수방정식에 적용된 예는 없으며, 이에 본 연구는 천수방정식에 MLP를 적용하고 천수방정식 수치모형 검증에 주로 사용되는 수치모의를 통해 MLP의 진동 제어 성능을 검증하였다. 모의 결과, MLP는 2차원 천수방정식에 있어서도 기존의 제어자들과 비교하여 수치진동을 보다 잘 제어하는 것으로 판단된다. MLP 사용으로 인해 불연속면 근처에서 정확도가 향상되었고 수치진동이 발생하지 않아 보다 안정적인 모의가 하게 되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.22-27
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• 2006

This paper describes the development of the stream-tube based dispersion model for modeling contaminant transport in open channels. The operator-splitting technique is employed to separate the 2D contaminant transport equation into the pure advection and pure dispersion equations. Then the total variation diminishing (TVD) schemes are combined with the second-order Lax-Wendroff and third-order QUICKEST explicit finite difference schemes respectively to solve the pure advection equation in order to prevent the occurrence of numerical oscillations. Due to various limiters owning different features, the numerical tests for 1D pure advection and 2D dispersion are conducted to evaluate the performance of different TVD schemes firstly, then the TVD schemes are applied to experimental data for simulating the 2D mixing in a straight trapezoidal channel to test the model capability. Both the numerical tests and model application show that the TVD schemes are very competent for solving the advection-dominated transport problems.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.1-11
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• 2016

Considerable efforts are required to develop a monotone, robust and stable high-order numerical scheme for solving the hyperbolic system. The discontinuous Galerkin(DG) method is a natural choice, but elimination of the spurious oscillations from the high-order solutions demands a new development of proper limiters for the DG method. There are several available limiters for controlling or removing unphysical oscillations from the high-order approximate solution; however, very few studies were directed to analyze the exact role of the limiters in the hyperbolic systems. In this study, the performance of the several well-known limiters is examined by comparing the high-order($p^1$, $p^2$, and $p^3$) approximate solutions with the exact solutions. It is shown that the accuracy of the limiter is in general problem-dependent, although the Hermite WENO limiter and maximum principle limiter perform better than the TVD and generalized moment limiters for most of the test cases. It is also shown that application of the troubled cell indicators may improve the accuracy of the limiters under some specific conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.12-26
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• 2004

수치점성을 효과적으로 줄이기 위한 새로운 AUSM-type 수치기법을 개발하였다. TVD 제한자 분석을 통하여 제어면에서의 불성치를 보다 정확하게 예측할 수 있는 기준을 찾아내고 이를 이용하여 제어면의 물성치를 적절히 정의하는 M-AUSMPW+를 개발하였다. M-AUSMPW+의 장점은 다차원 유동을 해석하는데 있어 분명히 나타난다. M-AUSMPW+ 는 유동과 격자계가 일치하지 않는 격자계에서 수치점성을 효과적으로 제거할 수 있기 때문에 다차원 유동을 계산하는데 있어 기존의 어떠한 수치기법보다 정확하고 효과적인 계산이 가능하다. 접촉불연속면, 와류 유동, 충격파 경계층 상호작용, 정성 충격파관 문제를 통해 이를 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제4권2호
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• pp.57-66
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• 1999

Numerical Analysis has been done for the supersonic off-design jet flow due to the pressure difference between the jet and the ambient fluid. The difference of pressure generates an oblique shock or an expansion wave at the nozzle exit. The waves reflect repeatedly on the center axis and the sonic surface in the shear layer. The pressure difference is resolved across these reflected waves. In this paper, the axi-symmetric Navier-Stokes equation has been used with the κ-ε turbulence model. The second order TVD scheme with flux limiters, based on the flux vector split with the smooth eigenvalue split, has been used to capture internal shocks and other discontinuities. Numerical calculations have been done to analyze the off-design jet flow due to the pressure difference. The variation of pressure along the flow axis is compared with an experimental result and other numerical result. The characteristics of the interaction between the shock cell and the turbulence mixing layer have been analyzed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.723-728
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• 2008

We performed numerical analysis of base drag phenomenon, when a projectile with backward step flies into atmosphere at supersonic speed. We compared with other researchers. From our previous studies that were 2-dimensional simulation, we found out from sophisticated simulations that need dense mesh points to compare base pressure and velocity profile after from base with experimental data. Therefore, we focus on high order spatial disceretization over 3rd order with TVD such as MUSCL TVD 3rd, 5th, and WENO 5th order, and Limiters such as minmod, Triad. Moreover, we enforce to flux averaging schemes such as Roe, RoeM, HLLE, AUSMDV. In present, one dimensional result of Euler tests, there are Sod, Lax, Shu-Osher and interacting blast wave problems. AUSMDV as a flux averaging scheme with MUSCL TVD 5th order as spatial resolution is good agreement with exact solutions than other combinations. We are carrying out the same approaches into 3-dimensional base flow only candidate flux schemes that are Roe, AUSMDV. Additionally, turbulence models are used in 3-dimensional flow, one is Menter s SST DES model and another is Sparlat-Allmaras DES/DDES model in Navier-Stokes equations.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.10-16
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• 2003

초음속 유동장에서 비정상 직열배치공동 유동 연구를 Navier-Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 수치 모사하였다. 공동주위의 비정상유동은 자유 전단층과 공동 내부 유동의 상호 작용에 의한 주기성으로 특정지어진다. 수치적 방법은 van Leer의 유량한계계수를 이용한 유량벡터분리법에 기반을 둔 TVD방법을 사용하였다. 먼저, 단일 공동에 대한 압력비 그래프를 통한 주진동 주파수를 비교하였다. 직열배치공동유동에서는 전후방 공동을 몇가지 세장비로 조합하여, 전방 공동의 영향에 의한 후방 공동 유동장의 주진동 주파수 특성등을 분석하였다. 전방공동의 세장비가 작은 경우에는 강한 전방공동의 전단층이 후방공동의 전단츨과 합하여 하나의 전단층 특성을 줌으로 전후방 공동의 주진동특성이 비슷하게 나타나고, 전방공동의 세장비가 큰경우에는 전방공동의 전단층이 확산되면서 내부에 후방공동의 전단층이 발생함으로 주진동수의 특성이 다르게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.235-238
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• 2005

The unsteady supersonic flow over two- and three-Dimensional cavities has been analyzed by the integration of unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) with the k - w turbulence model. The unsteady flow is characterized by the periodicity due to the mutual relation between the shear layer and the internal flow in cavities. Numerical method is upwind TVD scheme based on the flux vector split with the Van Leer limiters, and time accuracy is used explicit 4th stage Runge-Kutta scheme. Cavity flows are Comparison of two- and three-dimensional. The cavity has a L/D ratio of 3 for two-dimensional case. and same L/D and W/D ratio is 1 for three-dimensional case. The Mach and Reynolds numbers are held constant at 1.5 and 450000 respectively. For the three-dimensional case, the flow field is observed to oscillate in the 'shear layer mode' with a feedback mechanism that follow Rossiter's formula. On the other hand, the self-sustained oscillating flow transitions to a 'wake mode' for the two-dimensional simulation, with more violent fluctuations inside the cavity.

• 한국전산유체공학회지
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• 제10권4호통권31호
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• pp.51-58
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• 2005

The unsteady supersonic flow over two- and three-dimensional cavities has been analyzed by the integration of unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) with the k-$\omega$ turbulence model. The unsteady flow is characterized by the periodicity due to the mutual relation between the shear layer and the internal flow in the cavity. An explicit 4th order Runge-Kutta scheme and an upwind TVD scheme based on the flux vector split with the van Leer limiters are used for time and space discritizations, respectively. The cavity has a L/D ratio of 3 for two-dimensional case, and same L/D and W/D ratio of I for three-dimensional case. The Mach and Reynolds numbers are 1.5 and 450000 respectively. In the three-dimensional flow, the field is observed to oscillate in the 'shear layer mode' with a feedback mechanism that follows Rossiter's formula. In the two-dimensional simulation, the self-sustained oscillating flow has more violent fluctuation inside the cavity. The primary fluctuating frequencies of two- and three- dimensional flow agree very well with the 2nd mode of Rossiter's frequency. In the three-dimensional flow, the 1st mode of frequency could be seen.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.1-11
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• 2006

본 논문에서는 불연속면이 포함된 다차원 유동에서 흔히 발생하는 수치적 진동현상을 막기 위해 기존의 TVD 제한자를 분석함으로써 새로운 형태의 다차원 제한 함수를 유도하였다. MLP 기법은 유도된 다차원 제한 함수를 기반으로 하며, 다차원 불연속면에서의 수치 진동을 효과적으로 제거하고 동시에 3차 이상의 공간 정확도 내삽기법과 함께 사용할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 정상 유동의 경우 수치 진동이 제거됨으로써 수렴성이 향상됨을 확인할 수 있었고, 실제 코드에 적용하는 방법도 간단하다. MLP 기법을 적용함으로써 불연속 유동 뿐 만 아니라 연속 유동에서도 정확성, 효율성, 강건성 면에서 향상된 결과를 얻을 수 있음을 여러 가지 수치 실험을 통하여 확인하였다.