신상묵 교수 연구실
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논문
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·
인용수 5
·2020
Simulation of compressibility of entrapped air in an incompressible free surface flow using a pressure‐based method for unified equations
Sangmook Shin
IF 2.107 (2020) International Journal for Numerical Methods in Fluids
초록

비압축성 및 압축성 유체에 대한 통합 보존 법칙을 해결하기 위해 압력 기반 방법을 개발하였다. 기체의 압축성을 모델링하고 에너지 방정식을 분리하기 위해 폴리트로픽 법칙을 사용하였다. 압력장은 전체 유동 영역에 대해 단일-압력 포아송 방정식을 풀어 계산한다. 포아송 방정식의 항원(source term)에서 기체 압축성의 효과를 반영하였다. 물질 계면을 가로질러 압력과 법선 방향 속도의 연속성이 어떠한 추가적인 계면 처리를 필요로 하지 않고 달성된다. 개발된 방법을 검증하기 위해, 관 내 공기의 압축과 팽창으로 인해 폐쇄된 관에서 물 기둥이 진동하는 현상을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 관의 말단 벽에서의 압력에 대한 계산된 시간 이력은 다른 계산 결과와 잘 일치하였다. 폐쇄 탱크에서 물 기둥이 자유 낙하하는 문제도 시뮬레이션하였다. 탱크 바닥 중앙에서의 압력 시간 이력은 다른 보고된 결과와 잘 일치함을 보였다. 개발된 코드는 댐 붕괴 유동에서 포획된 공기의 에어 쿠션 효과를 시뮬레이션하는 데 적용하였다. 계산 결과는 공기가 포획되기 전까지 다른 실험 및 계산 결과와 잘 일치하였다. 포획된 공기 포켓이 빠른 압동(pulsation)을 겪는 동안, 공기 포켓 주위의 물 압력장도 동기적으로 진동한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
CompressibilityMechanicsPolytropic processPressure dropPoisson's equationPressure-correction methodIdeal gas lawFlow (mathematics)Tube (container)Computational fluid dynamics
타입
article
IF / 인용수
2.107 / 5
게재 연도
2020

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