초록 ▼

비평형 유동 해석모델, 해석기법, 전산수치기법을 개발하기 위해 Eu의 일반유체역학 이론을 이용하였다. 단원자 기체 입자 뿐 만 아니라 이원자 기체입자도 다루어 입자의 병진 및 회전에 의한 비평형 특성을 감안할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 해석모델의 물리적 타당성과 정확도를 살펴보기 위해 충격과 내부 구조, 평판 및 무딘 물체 외부 유동, 축대칭 노즐 팽창 유동, MEMS 채널 유동 문제를 계산하였다. 계산에 필요한 수치기법은 풍상차분법을 기초로 하는 Navier-Stokes 방정식에 관한 전산수치기법을 확장하여 사용하였다. 이

비평형 유동 해석모델, 해석기법, 전산수치기법을 개발하기 위해 Eu의 일반유체역학 이론을 이용하였다. 단원자 기체 입자 뿐 만 아니라 이원자 기체입자도 다루어 입자의 병진 및 회전에 의한 비평형 특성을 감안할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 해석모델의 물리적 타당성과 정확도를 살펴보기 위해 충격과 내부 구조, 평판 및 무딘 물체 외부 유동, 축대칭 노즐 팽창 유동, MEMS 채널 유동 문제를 계산하였다. 계산에 필요한 수치기법은 풍상차분법을 기초로 하는 Navier-Stokes 방정식에 관한 전산수치기법을 확장하여 사용하였다. 이 과정에서 비평형 해석모델의 비선형성을 효율적으로 계산할 수 있는 요소 관계식 수치 알고리즘을 개발하였다. 또한 벽면 고체 입자와 충돌 기체 입자 상호 작용에 의한 슬립을 정확히 계산할 수 있는 벽면 슬립 모델을 개발하여 Microchannel 내부 유동, 구 주위 느린 유동, 극초음속 유동장 해석 문제에 적용하였다.

Abstract ▼

Eu's generalized hydrodynamic theory was applied to the development of a new computational model for the analysis of thermal nonequilibrium gas flows. A model applicable to a diatomic gas as well as a monatomic gas was derived. The validation study of the new model was done by analyzing the density

Eu's generalized hydrodynamic theory was applied to the development of a new computational model for the analysis of thermal nonequilibrium gas flows. A model applicable to a diatomic gas as well as a monatomic gas was derived. The validation study of the new model was done by analyzing the density dirstribution of shock structure, external gas flow over a blunt body, expanding gas flow near nozzle exit, and internal gas flow in microchannel. The numerical method of the new governing equation is based on the finite-volume upwind formulation and is exactly the same as the compressible Navier-Stokes equation, except for an additional routine for calculating shear stress and heat flux from the given thermodynamic forces. In addition, a new slip model on the basis of theory of the adsorption of gases on metals was appliced to various situations including internal flow in a microchannel and very slow motion over a sphere.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용...7
• 1. 서론...7
• 2. 연구방법 및 이론...11
• 3. 결과 및 고찰...20
• 4. 결론...53
• 5. 인용문헌...54