Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.37
no.11
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pp.1055-1065
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2009
In this study, stability analysis of boundary layers on airfoils is performed by using parabolized stability equations(PSE). Boundary layer edge conditions are obtained by compressible inviscid flow calculations. Mean velocity and temperature profiles of the laminar boundary layer are obtained by solving compressible boundary layer equations in generalized curvilinear coordinates with fourth order accuracy in the wall normal direction. Laminar mean flow profiles are used as input data for PSE to investigate growth rates of disturbances and stability characteristics. For the cases of boundary layer on NACA0012 and HSNLF(1)-0213 airfoils at Mach number 0.5, growth rates with respect to disturbance frequencies and profiles of disturbance amplitude are investigated. The effect of angle of attack on stability characteristics are examined at both upper and lower surfaces. The neutral stability curves, effect of Mach number and effect of airfoil section shapes are also analyzed.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.36
no.5
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pp.407-419
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2008
In this study, the transition Reynolds number of compressible axi-symmetric sharp cone boundary layer is predicted by using a linear stability theory and the -method. The compressible linear stability equation for sharp cone boundary layer was derived from the governing equations on the body-intrinsic axi-symmetric coordinate system. The numerical analysis code for the stability equation was developed based on a second-order accurate finite-difference method. Stability characteristics and amplification rate of two-dimensional second mode disturbance for the sharp cone boundary layer were calculated from the analysis code and the numerical code was validated by comparing the results with experimental data. Transition prediction was performed by application of the -method with N=10. From comparison with wind tunnel experiments and flight tests data, capability of the transition prediction of this study is confirmed for the sharp cone boundary layers which have an edge Mach number between 4 and 8. In addition, effect of wall cooling on the stability of disturbance in the boundary layer and transition position is investigated.
슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯의 각도를 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 기준이 되는 수직 슬롯, 각도를 달리한 6개의 case를 선정하여 하여 충격파 뒤에서 전압손실 및 경계층 안정성을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 공력성능이 뛰어난 그룹과 그렇지 않은 그룹을 구분하여 슬롯과 공동 유동 구조를 분석하면서 경계층 불안정성을 야기하고 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 경계층과 충격파가 상호작용하는 영역에서 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지 여부임을 알 수 있었고, 이러한 Vortex를 얼마나 제어할 수 있는지에 따라 공력 성능이 결정됨을 파악할 수 있었다.
슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.39
no.9
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pp.805-815
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2011
Nonlinear Parabolized Stability Equations(NSPE) can be effectively used to study more throughly the transition process. NPSE can efficiently analyze the stability of a nonlinear region in transition process with low computational cost compared to Direct Numerical Simulation(DNS). In this study, NPSE in general coordinate system is formulated and a computer code to solve numerically the equations is developed. Benchmark problems for incompressible and compressible boundary layers over a flat plate are analyzed to validate the present code. It is confirmed that the NPSE methodology constructed in this study is an efficient and effective tool for nonlinear stability analysis.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.38
no.5
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pp.403-413
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2010
Transition location of boundary layers over airfoils is predicted by using PSE(Parabolized Stability Equations) and $e^N$-method. Growth rates of disturbances are obtained from the PSE analysis and the N-factor curves are calculated by integrating the growth rates. The computational code developed in the present study is validated by comparing the computed results with the well known data for the cases of flat plate boundary layers and airfoils. Predictions of transition location are made for the boundary layers over NACA0012, NLF(1)-0414F, and NLF(1)-0416 airfoil. Predicted transition locations are found to be in good agreement with the experimental data.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2007.05a
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pp.870-873
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2007
하천의 수공 구조물은 홍수 시 작용하는 유수력에 대한 안정성을 확보해야 한다. 본 연구에서는 최근 개발된 친환경 식생호안블록인 중공블록을 하상에 설치할 경우 흐름에 미치는 영향을 연구하였다. 중공블록을 설치한 개수로에 대한 수리모형 실험을 실시하여 흐름저항과 경계층 특성에 대한 중공블록의 영향을 평가하였다. 흐름저항 특성 인자인 Manning의 조도계수와 Darcy-Weisbach의 마찰손실계수는 일정한 유량과 하상경사의 경우 수심에 큰 영향을 받고 이들은 서로 비례관계에 있음을 확인하였다. 그러나 마찰손실계수가 증가하더라도 어느 한계점 이상이 되면 조도계수는 일정한 값으로 수렴한다. 개수로의 경계층의 높이는 하천의 흐름특성과 구조특성을 반영하는 것으로 수심, 유속, 에너지경사, 경계면의 상대조도, Reynolds수, Froude수 등의 함수로 나타낼 수 있다. 중공블록이 설치된 개수로의 조도계수는 일반하천의 경우와 비교하여 큰 값을 나타내고 있어 중공블록이 흐름저항을 크게 증가시키는 것으로 판단된다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.1
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pp.132-141
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1992
The critical condition for onset of Benard convection with variable viscosity .nu.=.nu.$_{0}$exp(-CT) has been obtained using a linear stability theory. The bottom wall is rigid while the upper surface may be either free or rigid. The two boundaries are subject to convective heat transfer. The critical Rayleigh numbers are presented up to maximum viscosity ratio of 3000. It is greater for smaller upper and/or lower surface Biot numbers. Its dependence on the viscosity ratio is complicated. However, a simple sublayer theory is found to be applicable for extremely large viscosity ratio. In such cases, the critical Rayleigh number and the critical wave number are functions of viscosity ratio and lower surface Biot number.r.
A finite element nonlinear stress-deformation model with multi-interface element is applied to the stability analysis of waste landfill slope. Strength parameters of waste and geosynthetic materials are obtained from the triaxial test of waste and the direct shear test of geosynthetics, respectively. The landfill models used for the numerical models are fit to regulations of the Korean waste management law. The results of the strength tests showed linear behavior for the waste and nonlinear behavior for the eosynthectic materials. The stability analysis with multi-interface element for the geosynthetic materials in the liner system showed large shear stress and slippage at the boundary of the foundation and the slope of the waste fill. This analysis verified the necessity of multi-interface analysis for waste landfills with composite liners.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.34
no.1
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pp.1-7
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2006
Linear stability analysis of 2-dimensional wall jet is conducted by using parabolized stability equation (PSE). Wall jet is found to be modelled well by boundary layer approximation except for the neighborhood of the nozzle exit, and the introduction of local similarity variable makes the streamwise basic flow Reynolds number independent. Stability characteristics of the wall jet obtained
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[게시일 2004년 10월 1일]
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