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정규격자계와 4단계 Range-Kutta법을 사용한 Wigley선형 주위의 난류유동계산
Computation of Turbulent Flow around Wigley Hull Using 4-Stage Runge-Kutta Scheme on Nonstaggered Grid

반석호    (선박해양공학연구센터   ); 김형태    (충남대학교 선박해양공학과  );
  • 초록

    Reynolds Averaged Navier-Stokes 방정식을 수치해석하여 Wigley 선형 주위의 난류유동을 계산하였다. 정규격자상에서 공간의 이산화는 2차 정도의 유한차분법을, 시간의 적분에는 4단계 Runge-kutta법을 이용하였다. 시간 증분을 크게 하기 위하여 Jameson의 잔류항 평균 기법을 사용하였다. 압력 Poisson 방정식으로부터 압력장을 구하였고 난류닫음 조건을 만족시키기 위하여 Baldwin-Lomax의 난류 모형을 사용하였다. 수치계산은 레이놀드수가 $4.5{\times}10^6$ 에서 수행하였고 계산된 속도와 압력분포는 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다.


    Reynolds Averaged Navier-Stokes equations are solved numerically for the computation of turbulent flow around a Wigley double model. A second order finite difference method is applied for the spatial discretization on the nonstaggered grid system and 4-stage Runge-Kutta scheme for the numerical integration in time. In order to increase the time step, residual averaging scheme of Jameson is adopted. Pressure field is obtained by solving the pressure-Poisson equation with the appropriate Neumann boundary condition. For the turbulence closure, 0-equation turbulence model of Baldwin-Lomax is used. Numerical computation is carried out for the Reynolds number of 4.5 million. Comparisons of the computed results with the available experimental data show good agreements for the velocity and pressure distributions.


  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jung-Joong Kim ; Hyoung-Tae Kim 2001. "Computation of Turbulent Flow around a Ship Model with Free-Surface" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea, 38(1): 1~8     

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  • 김형태 (34)

    1. 1996 "Lift of and Wave Breaking behind a Moving Submerged Body with Shallow Submergence" Journal of hydrospace technology 2 (1): 1~9    
    2. 1996 "A Computational Study on Turbulent Flow Characteristics around Full-form Tankers" Journal of hydrospace technology 2 (2): 1~13    
    3. 1997 "정사각형 단면을 갖는 90° 곡관의 층류유동 계산" 한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering 2 (1): 1~7    
    4. 1997 "수축부 기초 유동 해석을 위한 삼차원 Euler 방정식 풀개 개발" 한국전산유체공학회지 = Journal of computational fluids engineering 2 (1): 8~12    
    5. 2001 "자유표면을 포함한 선체주위 난류유동 해석" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 38 (1): 1~8    
    6. 2001 "Simulation of Turbulent Flow and Surface Wave Fields around Series 60 $C_B$=0.6 Ship Model" Journal of ship and ocean technology 5 (1): 38~54    
    7. 2001 "박용 프로펠러의 4상한 단독성능 계산" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 38 (4): 1~10    
    8. 2002 "점성유동 수치해석법에 의한 선박용 추진기 단독성능 해석" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 39 (3): 8~17    
    9. 2003 "미소기포 주입에 의한 마찰저항 감소에 대한 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 40 (3): 1~8    
    10. 2003 "폴리머 수용액 주입에 의한 난류마찰저항 감소에 대한 실험 연구" 大韓造船學會 論文集 = Journal of the Society of Naval Architects of Korea 40 (3): 9~15    

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