[논문]2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (I) -유동방향으로 놓여진 2개의 구-

윤동혁; 양경수

doi:10.3795/ksme-b.2005.29.2.247

2개의 구를 지나는 유동에 대한 수치 해석적 연구 (I) -유동방향으로 놓여진 2개의 구-
Numerical Simulation of Flows Past Two Spheres (I) -Two Spheres Aligned in the Streamwise Direction- 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.29 no.2 = no.233, 2005년, pp.247 - 254

윤동혁 (인하대학교 대학원 기계공학과) , 양경수 (인하대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

A parametric study on the interactions of two spheres aligned in the streamwise direction is carried out using an immersed boundary method. The numerical results for the case of single sphere for the range of $Rs{\le}300$ are in good agreement with other authors' experimental and numerical results currently available. Then, our main investigation is focused on identifying the change of the vortical structures in the presence of a nearby sphere aligned in the streamwise direction for the range $Re{\le}300$. It turns out that significant changes in physical characteristics are noticed depending on how close the two spheres are. In this paper, not only quantitative changes in the key physical parameters such as the force coefficients, but also qualitative changes in vortex structures are reported and analyzed.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 가상 경계법을 이용한 수치 모사 를 수행하여 ReM300에서 2개의 구가 유동 방향으로 나란히 놓여져 있는 경우에 대하여 구와 구사이의 간격의 변화에 따른 항력의 변화와 와류 구 조(vortical structure)의 변화를 관찰하였다. 한편, 동일 유동 현상에 대한 기존의 실험 결과““")들에 는 일관성이 결여되어 있어, 고해상도를 적용한 본 연구의 계산 결과가 타 연구자들에게는 bench- markhig을 위한 비교 자료의 역할을 할 것으로 기 대 된다.
본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 Re<300 에서 유동 방향으로 나란히 배치된 2개의 구 주 위의 유동에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다.

제안 방법

Re=300에서 2개의 구를 지나는 유동은에 따라 1개의 구를 지나는 유동 상태인 비정상 면 대칭 유동뿐만 아니라 다양한 와류구조와 유동 특성들을 가진다. 본 연구에서는 玖/가 각각 0.05, 1.0, 2.0, 3.0인 경우에 대하여 연구를 수행하였다. 〃a=o.

대상 데이터

7)Re가 210까지는 정상 축대칭 유동(steady axisymmetric flow)이 되며, 210부터 270 사이에서는 정상 면대칭 유동(steady planar-synunetric flow), 부터 400사이에서 비정상 면대칭 유동(unsteady planar-symmetric flow), 400이상에서 비정상 비대칭 유동(unsteady asymmetric flow)이 된다. 본 연구에서는 Re=54, 92, 145, 300 인 경우에 대하여 코드의 검증을 실시하였다.
계산 영역은 X방향에 대하여 입구에서 앞에 놓여진 구 중심까지 15d, 뒤에 위치한 구 중심에서 출구까지 15d를 사용하였고 y방향과 z방향으 로는 구 중심에서 양쪽으로 각각 15d를 사용하였다. 수치적 해상도는 격자 세분화 연구를 통해 결정하였으며 X, y, z 방향으로 최대 272X160X 160의 격자계를 사용하였다.

이론/모형

각 방정식은 유한 체적법(Finite Volume Method)으로 차분 되었고, 비균일 엇갈린 격자계 (nonuni form staggered grid)를 사용하였다. 시간 차분은 운동량 방정식에서 대류항에 대하여 3차 정확도 의 Runge-Kutta 방법으로 explicit하게 적분하였고 점성항은 Crank-Nicholson 방법으로 implicit하게 적분이 수행되었다.
각 방정식은 유한 체적법(Finite Volume Method)으로 차분 되었고, 비균일 엇갈린 격자계 (nonuni form staggered grid)를 사용하였다. 시간 차분은 운동량 방정식에서 대류항에 대하여 3차 정확도 의 Runge-Kutta 방법으로 explicit하게 적분하였고 점성항은 Crank-Nicholson 방법으로 implicit하게 적분이 수행되었다. 연속방정식과 운동량 방정식 을 분리하기 위하여 Fractional Step 기법이 사용 되었다.
시간 차분은 운동량 방정식에서 대류항에 대하여 3차 정확도 의 Runge-Kutta 방법으로 explicit하게 적분하였고 점성항은 Crank-Nicholson 방법으로 implicit하게 적분이 수행되었다. 연속방정식과 운동량 방정식 을 분리하기 위하여 Fractional Step 기법이 사용 되었다. 구 형상을 구현하기 위해 사용된 가상경 계법에 관한 자세한 수치적 기법은 Kim등(”)의 논문을 참조하기 바란다.

성능/효과

전반적으로 玖/의 변화에 따라 다양한 와류구조를 발견할 수 있었으며 가 작을수록 뒤에 놓인 구가 유동장을 더욱 안정화 되는 것을 확인 하였다.

후속연구

본 연구에서는 가상 경계법을 이용한 수치 모사 를 수행하여 ReM300에서 2개의 구가 유동 방향으로 나란히 놓여져 있는 경우에 대하여 구와 구사이의 간격의 변화에 따른 항력의 변화와 와류 구 조(vortical structure)의 변화를 관찰하였다. 한편, 동일 유동 현상에 대한 기존의 실험 결과““")들에 는 일관성이 결여되어 있어, 고해상도를 적용한 본 연구의 계산 결과가 타 연구자들에게는 bench- markhig을 위한 비교 자료의 역할을 할 것으로 기 대 된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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