2차원 희박기체 유동 예측을 위한 DG 기법 기반의 NCCR-CFD 코드 연구 :A Study on the NCCR-CFD Code for Two Dimensional Rarefied Gas Flows Based on Discontinuous Galerkin Method

백상태

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자료유형: 학위논문

저자정보: 백상태 (경상대학교, 경상대학교 대학원)

지도교수: 명노신

발행연도: 2016

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2016

2차원 희박기체 유동 예측을 위한 DG 기법 기반의 NCCR-CFD 코드 연구

백상태 기계항공공학부 2016.01 학위논문

2015

DG 기법을 이용한 Blunt Body 외부 희박기체 유동 연구

백상태 , 김종준 , 명노신 한국전산유체공학회 학술대회논문집 2015.10 학술대회자료

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The study of gas flow in rarefied condition has emerged as an interesting topic in recent years. Generally, the hybrid methods combining the molecular direct simulation Monte Carlo (DSMC) and continuum Navier-Stokes-Fourier (NSF) theory have been used for solving this type of problem. However, there are several unsolved issues in the hybrid methods like how to accurately identify the near-equilibrium sub-domains. In the present study, a discontinuous Galerkin (DG) finite element method for the nonlinear coupled constitutive relation (NCCR) of non-equilibrium gas flows is developed. The NCCR-DG method was then applied to study the two-dimensional rarefied hypersonic flow in various benchmark cases. The results indicate that the NCCR-DG code based on the unstructured mesh can solve continuum and rarefied gas flows in more efficient way compared to the hybrid methods.

#전산유체역학 #Computational Fluid Dynamics #CFD #희박기체 #Rarefied Gas #Discontinuous galerkin method #DG #비선형 결합 대수 구성관계식 #Nonlinear Coupled Constitutive Relation #NCCR

Ⅰ. 서 론 1
1. 연구 배경 및 목적 1
Ⅱ. 본 론 5
1. 이론 및 해석기법 5
1) 무차원화 5
2) 비선형 결합 대수 구성관계식(Nonlinear Coupled Constitutive Relation; NCCR) 8
(1) GH 방정식 9
① 기본 개념 10
② 비평형 유체 지배방정식 11
③ 요소관계식 14
2. DG 기반 수치기법 20
1) Mixed Modal DG 20
(1) 이원자 기체 지배방정식 20
2) Dubiner basis and the time derivative of conservation variables 23
(1) Dubiner basis 23
(2) Mesh transfer and the Jacobin 26
(3) The time derivative of conservation variables 29
3) Flux Calculation 30
(1) Integration (Gaussian quadrature) 34
4) Boundary condition 37
(1) Langmuir slip 경계조건 (Langmuir slip boundary condition) 37
(2) Side-jet 경계조건 (Side-jet Boundary condition) 39
5) Limiter 41
3. NCCR-DG 코드 43
1) Flow chart 43
4. 연구 결과 44
1) 이전 연구 결과 44
(1) Cylinder 형상 44
2) 연구 결과 46
(1) Cylinder 형상 46
(2) Blunt body 형상 49
(3) Missile 형상 51
(4) Missile with side-jet 53
Ⅲ. 결 론 57
Ⅳ. 참고문헌 59

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