Tdyn-CFD 및 Tdyn-SeaFEM을 이용한 자유수면 및 파랑 모사

최춘범,류용욱,Choe, Chun-Beom,Ryu, Yong-Uk 한국전산구조공학회 2019 전산구조공학 Vol.32 No.3

LES를 이용한 건물군 내 오염물질 확산해석

최춘범,양경수 한국풍공학회 2008 한국풍공학회지 Vol.12 No.2

Pollutant dispersion in turbulent flow in a building complex was numerically studied by LES. The original motivation of this work stemmed from the efforts to obtain an efficient technique for predicting dispersion of hazardous pollutants in a building complex. Such a technique would be invaluable in preventing or promptly responding to chemical accidents in dwellings or office buildings. First of all, the code was validated by comparing with other authors’ results on scalar dispersion in turbulent channel flow and turbulent flow around a single cube. Next, car exhaust dispersion in a street canyon was simulated. A Lagrangian-averaged scale-invariant dynamic subgrid-scale model was used for both velocity and scalar modeling, and a log-law-based wall model was employed on all the solid surfaces including the ground and the surface of buildings to replace the no-slip condition. The shape of buildings was implemented on the Cartesian grid system by an immersed boundary method.

가상경계법에 의한 3차원 지형 주위의 성층 유동 해석

최춘범,이승수,양경수,윤동혁 한국풍공학회 2006 한국풍공학회지 Vol.10 No.1

Density stratification is well known for variety of related phenomena in the atmospheric science. Interaction between density stratification and topographical terrain is of interest not only in the atmospheric science but also in aerodynamics of airplane and air pollution in urban area. However, the flow field in the density stratified fluid is mainly studied experimentally while analytic or numerical approaches are very rare. In this study, computational fluid dynamcis is utilized to understand the flow field in the density stratified fluid around 3 dimensional topography. As the numerical method, an immersed boundary method is employed to discretize the domain around hemisphere as well as Gaussian hill. The computations are performed for various Re and Fr as well as shape of the hill. Two hills in tandem are also modeled to analyse the effects of distance between them. The results show that vortex shedding behind the obstacle occurs at Fr<0.4 and the effects of Re diminishes while shedding is unified as the stratification is stronger. At Fr=0.2, the shedding frequency is nearly independent of the shape of the obstacles and converged to 0.19. It is also found that the vortex shedding occurs over all of lee ward face of hemisphere while it forms first on the upper part if lee ward face of 3 dimensional hill. 대기의 밀도 성층화는 대기 과학적 측면에서 다양한 현상을 유발하는 인자로 인식되어 오고 있다. 대기의 밀도 성층화와 지형의 상호 작용에 의한 현상은 비단 대기 과학적인 관심일 뿐 만 아니라 산악주위를 비행하는 항공기의 갑작스런 부침에도 영향을 미치며 간접적으로는 대기의 온도 역전현상으로 인해 도시 지역에 발생하는 대기 오염물질의 갈색 구름 (brown cloud)의 형성에도 영향을 미친다. 이와 같이 밀도 성층화는 건축, 토목, 환경, 해양, 기계와 관련된 유동에서 매우 중요한 역할을 하는 유동유발 인자이다. 하지만 밀도 성층이 관련된 유동의 해석은 국내에서는 극히 미미한 실정이고 외국에서는 실험을 중심으로 비교적 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 3차원 지형 주위의 밀도 성층 유동 현상을 이해하기 위하여 전산 유체역학을 통한 해석을 수행하였다. 수치 기법으로 가상 경계법을 사용하여 반구(hemisphere)와 3차원 축대칭 언덕(Gaussian hill) 주위 성층유동에 대한 해석을 수행하여 Re 및 Fr와 장애물의 형상 변화가 유동장에 주는 영향에 대해 중점을 두었다. 한 개의 장애물뿐 만 아니라 2개의 언덕이 주유동 방향으로 배열되어 있을 때 그 거리에 따른 상호작용이 연구되었으며 층류 영역에서 연구가 진행되었다. 연구 결과 Fr<0.4일 때 장애물 후류에서 와흘림이 발생하며 성층이 강해질수록 Re의 효과는 약해지고 와흘림의 성격은 일률화 된다. 특히 Fr=0.2일 때 St의 값이 형상에 조차 의존하지 않고 약 0.19로 수렴하는 결과를 낳았다. 상부로 갈수록 수평단면적이 급격히 감소하는 3차원 언덕의 형상적 특징은 Re를 감소시키는 효과를 발생시킨다. 이런 효과는 비성층 유동에서 잘 나타나고 있으며 같은 Re임에도 불구하고 3차원 언덕 주위의 유동 현상과 반구 주위의 유동현상이 서로 같지 않은 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라 3차원 언덕의 형상적 특징은 강성층에서 높이에 따른 와구조의 위상 변화를 유발한다. 반구의 경우 장애물의 상하부에서 거의 동시에 와류가 활성화되는 반면 3차원 언덕의 경우에는 언덕의 하부보다 상부에서 먼저 와류가 형성됨을 확인하였다.

강풍피해 위험성 평가를 위한 건물군 주위 유동해석

최춘범,양경수,이승수,함희정 한국풍공학회 2007 한국풍공학회지 Vol.11 No.1

본 연구는 LES를 이용해 건물군 주위의 풍환경을 수치적으로 해석하였다. 본 연구의 동기는 강풍 피해에 대한 위험도 평가 기술을 개발하려는 노력에 기인한다. Lagrangian dynamic subgrid-scale model이 난류 모델링으로서 사용되었으며 log-law에 기반을 둔 벽모델이 바닥면과 건물 표면에 적용되었다. 건물의 형상은 가상경계법을 이용해 구현되었으며 직교좌표계를 이용하였다. 위험도 평가에서 중요한 인자는 평균 물리량 뿐만 아니라 그 RMS 값이다. 몇몇 선택된 건물의 표면과 그 주위의 압력 및 속도, 난류 강도 등을 도시화하였으며, 특히 사람 높이에서의 그러한 물리량들의 평균과 RMS값을 도시함으로써 인간에 대한 직접적인 위험도를 예측하였다. Strong wind flow around a building complex was numerically studied by LES. The original motivation of this work stemmed from the efforts to develop a risk assessment technique for windstorm hazards. Lagrangian-averaged scale-invariant dynamic subgrid-scale model was used for turbulence modeling, and a log-law-based wall model was employed on all the solid surfaces including the ground and the surface of buildings to replace the no-slip condition. The shape of buildings was implemented on the Cartesian grid system by an immersed boundary method. Key flow quantities for the risk assessment such as mean and RMS values of pressure on the surface of the selected buildings are presented. In addition, characteristics of the velocity field at some selected locations vital to safety of human beings are also reported.

자동차 형상 공력 수치해석 – 난류 모델 및 상류 격자 조밀도의 영향

최춘범(Choon-Bum Choi) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2020 No.11

열차 통과로 승강장 안전문에 발생하는 풍하중에 대한 수치해석적 연구

최춘범(Choon-Bum Choi),심정연(Jeongyeon Shim),이권희(Kwon-Hee Lee) 한국철도학회 2019 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.5

수직방향으로 정렬된 정사각주 후류에서의 3차원 불안정성

최춘범(C.-B. Choi),장용준(Y.-J. Jang),윤동혁(D.-H. Yoon),양경수(K.-S. Yang) 한국전산유체공학회 2010 한국전산유체공학회지 Vol.15 No.2

Secondary instability in the flow past two square cylinders in side-by-side arrangements is numerically studied by using a Floquet analysis. The distance between the neighboring faces of the two cylinders (G) is the key parameter which affects the secondary instability under consideration. In this paper, we present the critical Reynolds number for the secondary instability and the corresponding spanwise wave number of the most unstable (or least stable) wave for each G. Our results would shed light on a complete understanding of the onset of secondary instability in the presence of two side-by-side square cylinders.

kd-tree 알고리즘을 이용한 움직이는 가상경계 방법이 적용된 FDS 코드

최춘범(C.-B. Choi),이호석(H.-S. Lee),장용준(Y.-J. Jang) 한국전산유체공학회 2014 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5

표시입자가 적용된 FDS 코드 개발

최춘범(C.-B. Choi),장용준(Y.-J. Jang),이경준(K. Lee),양경수(K.-S. Yang) 한국전산유체공학회 2011 한국전산유체공학회지 Vol.16 No.4

In this study, Fire Dynamic Simulator (FDS) has been improved with the implementation of marker particles. Convectional FDS is able to implement only two curved geometries, namely, circular cylinders and spheres. The introduction of marker particles made it possible to implement arbitrarily curved objects. Moreover, an algorithm that extracts the marker particle information from a model designed by AutoCAD was developed. With the present implementation, applicability of FDS is greatly enhanced, beneficial to both academia and industry.

각진 장애물 주위 유동의 2차 불안정성

최춘범(C.-B. Choi),장용준(Y.-J. Jang),양경수(K.-S. Yang) 한국전산유체공학회 2012 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

Floquet stability analysis has been carried out to detect the onset of the secondary instability in the laminar flow past a two-dimensional angulated obstacle. The shape of the obstacles considered here includes a normal flat plate up to square cylinder as the aspect ratio(AR) varies. As AR decreases, mode B and mode QP vanish and mode A2 and mode QP2 emerge. This has not been observed in case of flow past a square cylinder. Mode A2 has an odd RT(Reflection Translation) symmetry, and the dominant spanwise wavelength of mode A2 is much shorter than that of mode A. On the other hand, the dominant spanwise wavelength of mode QP2 is about twice longer than that of mode QP. In a partial range of AR, mode A instability becomes unstable and then stable again as Re increases. This distinctive phenomenon can be seen via a closed curve on the neutral stability diagram. Three dimensional calculations of some selected cases were performed for validation.