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학술저널
저자정보
강명석 (포항공과대학교) 유동현 (포항공과대학교)
저널정보
한국전산유체공학회 한국전산유체공학회지 한국전산유체공학회지 제25권 제3호
발행연도
2020.9
수록면
123 - 134 (12page)
DOI
10.6112/kscfe.2020.25.3.123

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A non-reflecting boundary condition is known to be an essential element for compressible flow simulations unless the computational domain is infinitely large. Practical engineering applications involve a finite domain yet complex nature of which discretization favors a finite-volume method (FVM) over a finite-difference method (FDM) in terms of computational cost and efficiency. A non-reflecting characteristic boundary condition (CBC) is implemented in a cell-centered compressible finite-volume solver. While the CBC is well-suited for FDM and vertex-based FVM, the implementation in a cell-centered FVM causes a subtlety due to the mistmatch between the cell-center and the boundary face center. Motivated by Nordström & Björck (2001, Applied Numerical Mathematics), we first introduce the data node at the boundary face center, and then integrate the governing equations modified by the characteristic approach as Granet et al. (2010, AIAA) used for the vertex-based FVM. An alternative approach similar to Motheau et al. (2017, AIAA) that utilizes spatial derivatives modified by the characteristic approach instead of time-integration is also implemented. Two different implementations are compared for a canonical convecting inviscid vortex problem and the effect of numerical dissipation of boundary fluxes and grid resolution sensitivity on the test are also examined. Finally CBC implementations are tested on the VKI turbine cascade against the experimental data.
#특성경계조건(Characteristic boundary condition) #유한체적법(Finite-volume method) #압축성 유동(Compressible flow) #직접수치모사(Direct numerical simulation) #대와류모사(Large-eddy simulation)

목차

1. 서론
2. 지배방정식
3. 수치해석코드
4. 특성경계조건 이론
5. 특성경계조건 구현법
6. 수치 테스트
7. 결론
References

참고문헌 (17)

참고문헌 신청
1991, Germano, M., Piomelli, U., Moin, P. and Cabot, W.H., A dynamic subgrid?scale eddy viscosity model, Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, Vol.3, No.7, pp.1760-1765. google schola 1992, Poinsot, T.J.A. and Lelef, S.K., Boundary conditions for direct simulations of compressible viscous flows, Journal of Computational Physics, Vol.101, No.1 pp104-129. google schola 1987, Thompson, K.W., Time dependent boundary conditions for hyperbolic systems, Journal of Computational Physics, Vol.68, No.1, pp.1-24. google schola 2005, Yoo, C.S., Wang, Y., Trouve, A. and Im, H.G., Characteristic boundary conditions for direct simulations of turbulent counterflow flames, Combustion Theory and Modelling, Vol.9 No.4, pp.617-646. google schola 2010, Granet, V., Vermorel, O., Leonard, T., Gicquel, L. and Poinsot, T., Comparison of nonreflecting outlet boundary conditions for compressible solvers on unstructured grids, AIAA Journal, Vol.48, No.10, pp.2348-2364. google schola

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