In an attempt to investigate the nonlinear dynamics such as shock, shear, and turbulence associated with ultra-relativistic jets, we develop a new relativistic hydrodynamics (RHD) code based on the weighted essentially non-oscillatory (WENO) scheme. It is a 5th-order accurate, finite-difference scheme, which has been widely used for solving hyperbolic systems of conservation equations. The code is parallelized with MPI and OpenMP. Through an extensive set of tests, the accuracy and efficiency of different WENO reconstructions, and different time discretizations are assessed. Different implementations of the equation of state (EOS) for relativistic fluid are incorporated, As the fiducial setup for simulations of ultra-relativistic jets, we adopt the EOS in Ryu et al. (2006) to treat arbitrary adiabatic index of relativistic fluid, the WENO-Z reconstructions to minimize numerical dissipation without loss of stability, and the strong stability preserving Runge-Kutta (SSPRK) method to achieve stable time stepping with large CFL numbers. In addition, the code includes a high-order flux averaging along the transverse directions for multi-dimensional problems, and the modified eigenvalues for the acoustic modes to effectively control the carbuncle instability. We find that the new code performs satisfactorily simulations of ultra-relativistic jets.
The temperature (T) and entropy (S) fields of baryonic gas, or intergalactic medium (IGM), in the ACDM cosmology are analyzed using simulation samples produced by a hybrid cosmological hydrodynamic/N-body code based on the weighted essentially non-oscillatory scheme. We demonstrate that, in the nonlinear regime, the dynamical similarity between the IGM and dark matter will be broken in the presence of strong shocks in the IGM. The heating and entropy production by the shocks breaks the IGM into multiple phases. The multiphase and non-Gaussianity of the IGM field would be helpful to account for the high-temperature and high-entropy gas observed in groups and clusters with low-temperature IGM observed by Ly$\alpha$ forest lines and the intermittency observed by the spikes of quasi-stellar object's absorption spectrum.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
/
v.17
no.1
s.118
/
pp.41-47
/
2007
Scattering fields of two dimensional acoustic waves by a circular cylinder are investigated. The present numerical approach for the acoustic scattering problem has difficulties of numerical robustness, long-time stability and suitability of far-field boundary treatments. The time-dependent periodic acoustic source is used to analyze Interference patterns between incident waves and waves reflected by the cylinder. Characteristic boundary algorithms coupled with 4th order Modified-Flux-Approach ENO(essentially non-oscillatory) schemes are employed in generalized coordinates to examine the effect of the wane frequency on the interference patterns. Non-reflecting boundary conditions, which is crustal for accurate computations of aeroacoustic problems, are used not to contaminate scattering fields by reflected waves at the outer boundary. Computed scattering fields show the circumferential acoustic modes generated by interacting between acoustic sources and scattered waves. At a lower frequency, the wave passes almost straight through the cylinder without Interacting with circular cylinder. Simulation results are presented and compared with the analytic solution. Computed RMS-pressure distribution on the cylinder wall is good agreement with exact solution.
Transcritical flow is a term intended to denote the existence of both supercritical and subcritical flows within a computational domain. The major problems that need to be addressed while modeling transcritical flows include handling the differing features of signal propagation in subcritical and supercritical flow regions and maintaining conservation. The present study proposes the implicit ENO method as a high-resolution scheme for transcritical flow. This implicit ENO scheme is based on the ENO method, a new class of uniformly high-order-accurate essentially non-oscillatory implicit scheme, which has the advantage of unconditional stability. The implicit ENO scheme has not been used for the transcritical flow in open channel until now. As a result of application to the hypothetical dam-break flow, the implicit ENO scheme was ploved to produce accurate results with good robustness even though in the case of verb strong shock wave.
Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
/
autumn
/
pp.389-392
/
2001
To investigate the generation mechanism of the shock-associated noise, an underexpanded supersonic jet from an axisymmetic nozzle is simulated under the conditions of the Nozzle exit Mach number of 2 and the exit pressure ratio of Pe/Pe =1.5. The present simulation is performed based on the high-order accuracy and high-resolution ENO (Essentially Non-Oscillatory) scheme to capture the time-dependent flow structure representing the sound source. It was found that the shock-associated noise is generated by the weak interaction between the downstream propagating large turbulence structures of the jet flow and the quasi-periodic shock cell structure during the one is passing through the other. The directivity of propagating waves to the upstream is clearly shown in the visualization of pressure field. It is shown that the present calculation of the centerline pressure distribution is in fare agreement with the experimental data at the location of first shock cell.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
v.5
no.2
/
pp.18-27
/
2004
An axisymmetric supersonic jet is simulated at a Mach number 2.1 and a Reynolds numberof 70000 to identify the mechanism of Mach wave generation and radiation from the jet. In orderto provide the near-field radiated sound directly and resolve the large-scale vortices highly.high-resolution essentially non-oscillatory(ENO) scheme, which is one of the ComputationalAeroAcoustics(CAA) techniques, is newly employed. Perfectly expanded supersonic jet is selectedas a target to see pure shear layer growth and Mach wave radiation without effect of change injet cross section due to expansion or shock wave generated at nozzle exit. The sound field ishighly directional and dominated by Mach waves generated near the end of potential core. Thenear field sound pressure levels as well as the aerodynamic properties of the jet, such asmean-flow parameters are in fare agreement with experimental data.
We study ultra-relativistic jets on several tens kpc scales through three-dimensional relativistic hydrodynamic (RHD) simulations using a new RHD code based on the weighted essentially non-oscillatory (WENO) scheme. Utilizing the high-resolution and high-accuracy capabilities of the new code, we especially explore the structures and energetics of nonlinear flows, such as shocks, turbulence, velocity shear in different parts of jets. We find that the mildly relativistic shocks which form in the jet backflow are most effective for the shock dissipation of the jet energy, while the turbulent dissipation is largest either in the backflow or in the shocked ICM, depending on the jet parameter. The velocity shear is strongest across the jet flow to the cocoon boundary. Our results should have important implications for the studies of high-energy cosmic-ray production in radio galaxies.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
/
v.16
no.2
/
pp.295-310
/
2015
In the present study, an unstructured mixed mesh flow solver was used to conduct a numerical prediction of the aerodynamic performance of the S-76 rotor in hover. For the present mixed mesh methodology, the near-body flow domain was modeled by using body-fitted prismatic/tetrahedral cells while Cartesian mesh cells were filled in the off-body region. A high-order accurate weighted essentially non-oscillatory (WENO) scheme was employed to better resolve the flow characteristics in the off-body flow region. An overset mesh technique was adopted to transfer the flow variables between the two different mesh regions, and computations were carried out for three different blade configurations including swept-taper, rectangular, and swept-taper-anhedral tip shapes. The results of the simulation were compared against experimental data, and the computations were also made to investigate the effect of the blade tip Mach number. The detailed flow characteristics were also examined, including the tip-vortex trajectory, vortex core size, and first-passing tip vortex position that depended on the tip shape.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
/
2004.03a
/
pp.62-68
/
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.
Delta-form-based methods for solving high order spatial discretization schemes are introduced into the reactor SN transport equation. Due to the nature of the delta-form, the final numerical accuracy only depends on the residuals on the right side of the discrete equations and have nothing to do with the parts on the left side. Therefore, various high order spatial discretization methods can be easily adopted for only the transport term on the right side of the discrete equations. Then the simplest step or other robust schemes can be adopted to discretize the increment on the left hand side to ensure the good iterative convergence. The delta-form framework makes the sweeping and iterative strategies of various high order spatial discretization methods be completely the same with those of the traditional SN codes, only by adding the residuals into the source terms. In this paper, the flux limiter method and weighted essentially non-oscillatory scheme are used for the verification purpose to only show the advantages of the introduction of delta-form-based solving methods and other high order spatial discretization methods can be also easily extended to solve the SN transport equations. Numerical solutions indicate the correctness and effectiveness of delta-form-based solving method.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.