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MQUICK Upwind Scheme for the Incompressible Navier-Stokes Equations
신병록(B. R. Shin),정소추 이명(T. Ikohagi) 한국전산유체공학회 1999 한국전산유체공학회지 Vol.4 No.1
이 논문 에서는, QUICK 해법의 불안정성을 개량하므로써, 수치계산에 있어서 수렴이 빠르고, 수치적으로 안정한 계산을 할 수 있는 새로운 MQUICK 상류해법을 제안하고, 이를 비 압축성 층류유동의 계산에 적용하였다. 또한, 해법의 정확성, 안정성, 수렴속도에 대한 검토를 통하여 본 MQUICK 상류해법의 유효성과 타당성이 평가되었다. 이 해법에서는 人工散逸의 加減을 조절하기 위하여 加重係數 α를 써서 정식화 하였고, 위의 검토를 통하여 α의 최적값을 조사하였. 이 해법을 SMAC 음해법에 적용하여 2차원 空洞유동, 3차원 덕트유동과 같은 몇몇 표준문제를 계산하고, 계산된 결과를 실험값 또는, 3차 정확도의 상류해법 및 QUICK 해법에 의한 결과 들과 비교 하므로써, 본 MQUICK 상류해법이 위의 다른 해법에 비하여 안정하고, 유효성이 높은 해법임을 확인 하였다.
신병록(B.R. Shin),박선호(S. Park),이신형(S.H. Rhee) 한국전산유체공학회 2014 한국전산유체공학회지 Vol.19 No.3
A high resolution numerical method aimed at solving cavitating flow was proposed and applied to gas-liquid two-phase shock tube problem with arbitrary void fraction. The present method with compressibility effects employs a finite-difference 4th-order Runge-Kutta method and Roe’s flux difference splitting approximation with the MUSCL TVD scheme. The Jacobian matrix from the inviscid flux of constitute equation is diagonalized analytically and the speed of sound for the two-phase media is derived by eigenvalues. So that the present method is appropriate for the extension of high order upwind schemes based on the characteristic theory. By this method, a Riemann problem for Euler equations of one dimensional shock tube was computed. Numerical results of high speed flow phenomena such as detailed observations of shock and expansion wave propagations through the gas-liquid two-phase media and some data related to computational efficiency are made. Comparisons of predicted results and solutions at isothermal condition are provided and discussed.
신병록(B. R. Shin),병소추 이명(T. Ikohagi) 한국전산유체공학회 1996 한국전산유체공학회지 Vol.1 No.1
원심형 임펠러 내부 流路등 큰 曲率을 수반하는 터보기계 要素의 유동해석을 위한 계산 공드를 개발하였다. 이 코드에서는 곡선좌표계에 유도된 3차원 비압축성 Navier-Stokes의 운동 방정식을 SMAC 陰解法으로 푼다. 이 코드를 이용하여 유로의 斷面이 정사각형이고 90度로 굽은 덕트내부의 층류 入口流動을 해석하고, 굽은 管 특유의 유동현장을 수치모사하였다. 또한 曲管部 입구에서 충분히 발달한 유동, 또는 발달중인 유동이 유입될 경우에 이것이 곡관부 내부와 유동에 미치는 영향을 上下流의 계산영역이 서로 다를 몇몇 유동 장에 대하여 조사하고, 본 계산에서 얻어진 결과와 실험결과와의 비교로 본 3차원 유동해석 코드의 有效性을 검토 하였다.
MQUICK Upwind Scheme for the Incompressible Navier-Stokes Equations
신병록(B. R. Shin),정소추 이명(T. Ikohagi) 한국전산유체공학회 1999 한국전산유체공학회지 Vol.4 No.1
이 논문 에서는, QUICK 해법의 불안정성을 개량하므로써, 수치계산에 있어서 수렴이 빠르고, 수치적으로 안정한 계산을 할 수 있는 새로운 MQUICK 상류해법을 제안하고, 이를 비 압축성 층류유동의 계산에 적용하였다. 또한, 해법의 정확성, 안정성, 수렴속도에 대한 검토를 통하여 본 MQUICK 상류해법의 유효성과 타당성이 평가되었다. 이 해법에서는 人工散逸의 加減을 조절하기 위하여 加重係數 α를 써서 정식화 하였고, 위의 검토를 통하여 α의 최적값을 조사하였. 이 해법을 SMAC 음해법에 적용하여 2차원 空洞유동, 3차원 덕트유동과 같은 몇몇 표준문제를 계산하고, 계산된 결과를 실험값 또는, 3차 정확도의 상류해법 및 QUICK 해법에 의한 결과 들과 비교 하므로써, 본 MQUICK 상류해법이 위의 다른 해법에 비하여 안정하고, 유효성이 높은 해법임을 확인 하였다.
낮은 Mach수유동 해석을 위한 Preconditioning 가중계수의 의존성
안영준(Y.J. An),신병록(B.R. Shin) 한국전산유체공학회 2010 한국전산유체공학회지 Vol.15 No.2
A dependence of weighting parameter in preconditioning method for solving low Mach number flow with incompressible flow nature is investigated. The present preconditioning method employs a finite-difference method applied Roe‘s flux difference splitting approximation with the MUSCL-TVD scheme and 4th-order Runge-Kutta method in curvilinear coordinates. From the computational results of benchmark flows through a 2-D backward-facing step duct it is confirmed that there exists a suitable value of the weighting parameter for accurate and stable computation. A useful method to determine the weighting parameter is introduced. With this method, high accuracy and stable computational results were obtained for the flow with low Mach number in the range of Mach number less than 0.3.
강원태(W. T. Kang),신병록(B. R. Shin) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
A vertical axis wind turbine is designed and manufactured to investigate performance characteristics and efficiency of the turbine. Runner diameter and height are 140mm. Upper and lower panel is fabricated using an acrylic with the blade which is made of PVC pipe. From the results of wind tunnel test and CFD analysis, it is investigated that at any turbine load wind turbine has a typical performance characteristics indicating maximum wind power of each wind speed. Both result of experiments and CFD analysis were almost the same with each other.
펌프의 흡입수조에서 발생하는 표면보텍스의 거동에 관한 수치적 연구
강원태(W. T. Kang),신병록(B. R. Shin) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10
A numerical study on a suction vortices, free vortices and subsurface vortices behavior in the model sump system with multi-intakes is performed. Especially a numerical analysis of very complicated three dimensional multiphase flows through the model sump is done by using the finite volume method of the CFX code with multi-block structured grid systems. A k-ω Shear Stress Transport turbulence model and the barotrophic cavitation model are used for solving turbulence cavitating flow. From the numerical analysis, several types of vortices are investigated and their formation, growing, shedding and detailed vortex structures are studied. To reduce abnormal vortices, an anti-vortex device is considered and its effect is estimated and discussed.
반구형 전두부 실린더에서 발생하는 캐비테이션 유동의 압축성 효과에 대한 수치해석 연구
박선호(S. Park),이신형(S.H. Rhee),신병록(B.R. Shin) 한국전산유체공학회 2013 한국전산유체공학회지 Vol.18 No.4
Cavitation on an axi-symmetric hemispherical head-form body was studied using an Reynolds-averaged Navier-Stokes equations solver based on a cell-centered finite volume method. To consider compressibility effects on the vapor phase and cavity interface, a pressure-based compressible flow CFD code was developed. To validate the developed CFD code, cavitating flow around the hemispherical head-form body was simulated using pressure-based incompressible and compressible CFD codes and validated against existing experimental data in the three-way comparison. The cavity shedding behavior, length of re-entrant jet, drag history, and Strouhal number of the hemispherical head-form body were compared between two CFD codes. The results, in this paper, suggested that the computations of cavitating flow with compressibility effects improve the description of cavity dynamics.