Dynamics of chemically reacting flows with strong density gradients and detailed reaction mechanisms.
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 박흥목
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 200702
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 화학공학
- 식별자(기타) 000000103749
- 본문언어 한국어
초록/요약
이 알고리즘은 마하수가 작을 때 화학반응을 동반 하거나 혹은 동반 하지 않은 상태에서 가변밀도 흐름에 대한 전산모사를 하기 위해 제안한다. 우선 이 알고리즘은 predictor-corrector time integration 기법을 기본으로 하였고 운동량 방정식에 대해서는 projection 방법을 이용하였다. 압력에 대해서는 각각의 시간에 따라 predictor, corrector 부분 양쪽 모두에서 연속방정식을 만족시키며 constant-coefficient Poisson 방정식을 풀이하여 구한다. 공간의 이산화는 일정한 격자 배열에 대해서 수행된다. 이 배열은 연산의 단순화와 곡선형 좌표계로의 확장의 용이성을 가지고 있다. 이와 같은 격자 배열에서는 압력의 odd-even decoupling이 발생하는데 이것을 피하기 위해서 방정식들에 플럭스 내삽법을 이용하여 풀이하였다. 여기서 제안하는 알고리즘의 중요한 특징으로는 열린계와 닫힌계에 대해서 양쪽 모두에 적용이 가능하다는 것이다. 이것은 여러 번에 걸친 시뮬레이션 결과로부터 확인할 수 있었다. 연구 결과는 주로 열린계에서 화학반응에 의해 큰 온도(밀도)구배가 나타나는 유동 흐름에 대해 다루었다.
more초록/요약
A time-accurate algorithm is proposed for low Mach number, variable density flows with or without chemical reactions. The algorithm is based on a predictor？orrector time integration scheme that employs a projection method for the momentum equation. A constant-coefficient Poisson equation is solved for the pressure following both the predictor and corrector steps to fully satisfy the continuity equation at each time step. Spatial discretization is performed on a collocated grid system that offers computational simplicity and straightforward extension to curvilinear coordinate systems. To avoid the pressure odd？ven decoupling that is typically encountered in such grids, a flux interpolation technique is introduced for the equations governing variable density flows. An important characteristic of the proposed algorithm is that it can be applied to flows in both open and closed domains. Its robustness and accuracy are illustrated with a series of numerical experiments. In particular, we present simulations of non-isothermal, turbulent channel flow as well as simulations of a premixed flame？ortex interaction.
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