• Title/Summary/Keyword: 난류제어

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Variation of the Characteristics of Shock-Interaction Flows for Different Slot-Directions (슬롯방향 변화에 따른 충격파 간섭유동 특성변화에 관한 연구)

  • Chang Sung-Ha;Lee Yong-Hee;Lee Yeol
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.306-309
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    • 2006
  • Passive control of the shock wave/turbulent boundary-layer interaction control utilizing slotted plates over a cavity has been carried out. Effect of various slot configurations on the characteristics of the interactions are tested. Pitot/wall surface pressure distributions and flow visualizations including Schlierens and interference fringe patterns over a thin oil-film have been obtained at the downstream of the shock interactions. It was found that the interaction control by a certain slot-configuration could lead a reduction of the total pressure loss through the shock wave, however, the boundary layer thickness became thicker as compared with the case of no control.

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Assessment of Suboptimal Control in Turbulent Pipe Flow (원관내 유동에서의 준최적 제어의 평가)

  • Choe, Jeong-Il;Xu, C.X.;Seong, Hyeong-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.26 no.2
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    • pp.345-352
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    • 2002
  • A suboptimal control law in turbulent pipe flow is derived and tested. Two sensing variables ∂p/∂$\theta$$\_$w/ and ∂v$\_$$\theta$/∂γ│$\_$w/ are applied with two actuations ø$\_$$\theta$/ and ø$\_$γ/. To test the suboptimal control law, direct numerical simulations of turbulent pipe flow at Re$\_$$\tau$/=150 are performed. When the control law is applied, a 13∼23% drag reduction is achieved. The most effective drag reduction is made at the pair of ∂v$\_$$\theta$/∂γ│$\_$w/ and ø$\_$γ/. An impenetrable virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall suction and blowing. The virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall behavior of the controlled flow. Comparison of the present suboptimal control with that of turbulent channel flow reveals that the curvature effect is insignificant.

Effect of Damkohler Number on Vortex-Heat Release Interaction in a Dump Combustor (덤프 연소기내의 와류-열방출의 관계에 대한 Damkohler 수의 영향)

  • Yu Kenneth H;Yoon Youngbin;Ahn Kyubok
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.137-140
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    • 2004
  • Oscillating heat release associated with periodic vortex-flame interaction was investigated experimentally. Turbulent jet flames were stabilized with recirculating hot products in a dump combustor, and large-scale periodic vortices were imposed into the jet flame by acoustic forcing. Forcing frequencies and operating parameters were adjusted to simulate unstable combustor operation in practical combustors. The objectives were to characterize vortex-heat release interaction that leads to unwanted heat release fluctuations and to identify the proper fuel injection pattern that could be used for actively suppressing such fluctuations. Phase-resolved CH* chemiluminescence and schlieren images were used as diagnostic tools. The results were compared at corresponding phases of vortex shedding cycle.

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Experimental/ Computational Study on the Passive Control of Supersonic Cavity Flow using a Sub-Cavity (Sub-cavity를 이용한 초음속 cavity 유동의 피동제어에 대한 실험 및 수치해석적 연구)

  • Lim, Chae-Min;Lee, Young-Ki;Kim, Heuy-Dong
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.295-298
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    • 2007
  • The effectiveness of passive control techniques for reducing the pressure oscillation generated in a supersonic cavity flow was investigated numerically and experimentally, respectively. The control device includes a sub-cavity installed in the upstream edge of a rectangular cavity. Time-dependent supersonic cavity flow characteristics with turbulent features were examined by using the three-dimensional, mass-averaged Navier-Stokes computation based on a finite volume scheme and large eddy simulation. The results show that the pressure oscillation near the trailing edge dominates overall time-dependent cavity pressure variations. Such an oscillation can be attenuated more significantly in the presence of the sub-cavity compared with the cavity without sub-cavity, and a larger sub-cavity leads to better control performance.

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Assessment of the Counter-Flow Thrust Vector Control in a Three-Dimensional Rectangular Nozzle (3차원 직사각형 노즐에서 역유동 추력벡터 제어 평가)

  • Wu, Kexin;Kim, Tae Ho;Kochupulickal, James Jintu;Kim, Heuy Dong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.24 no.1
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    • pp.34-46
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    • 2020
  • Computational assessment of gas-dynamic characteristics is explored for a three-dimensional counter-flow thrust vector control system in a rectangular supersonic nozzle. This convergent-divergent nozzle is designed by Method of Characteristics and its design Mach number is specially set as 2.5. Performance variations of the counter-flow vector system are illustrated by varying the gap height of the secondary flow duct. Key parameters are quantitatively analyzed, such as static pressure distribution along the centerline of the upper suction collar, deflection angle, secondary mass flow ratio, and resultant thrust coefficient. Additionally, the streamline on the symmetry plane, three-dimensional iso-Mach number surface contour, and three-dimensional turbulent kinetic energy contour are presented to reveal overall flow-field characteristics in detail.

Thermal and Flow Analysis of a Driving Controller for Active Destruction Protections (능동 파괴 방호 구동제어기의 열 유동 해석)

  • Ryu, Bong-Jo;Oh, Bu-Jin;Kim, Youngshik
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.2
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    • pp.235-242
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    • 2017
  • A driving controller for active destruction protections can be applied to machinery, aerospace and military fields. In particular, this controller can be used to track and attack enemy flying objects through the active control. It is important to ensure reliability of the driving controller since its operation should be kept with precision to the target point. The temperature of the environment where the driving controller is used is about -32 C ~ 50 C (241~323 ). Heat generated in the driving controller should be maintained below a certain threshold (85 C (358 )) to ensure reliability; therefore, the study and analysis of the heat flow characteristics in the driving controller are required. In this research, commercial software Solid-Works Flow Simulation was used for the numerical simulation assuming a low Reynolds number turbulence model and an incompressible viscous flow. The goal of this paper is to design the driving controller safely by analyzing the characteristics of the heat flow inside of the controller composed of chips or boards. Our analysis shows temperature distributions for boards and chips below a certain threshold.

Experimental Study on Local Scour around Submerged Groyne (월류 수제 주변의 국부세굴특성에 관한 실험연구)

  • Yeo, Hong-Koo;Kang, Joon-Gu;Roh, Young-Sin;Kim, Sung-Jung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1561-1565
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    • 2006
  • 수제는 주로 호안 또는 하안 전면부에 설치하는 구조물로써 기존의 수제 설치는 하안 및 제방의 보호, 유로제어 및 주운 등의 목적에 의해 이루어졌다. 최근 들어서는 수제하류부의 흐름분리로 인해 발생되는 재순환 영역(recirculation zone)과 국부세굴에 의해 발생하는 세굴공이 수중생물의 다양한 서식처 및 홍수 시어류의 피난처로 활용될 수 있다는 점 등의 환경기능이 부각되면서 수제에 대한 설치목적이 다양화 되었다. 월류수제는 흐름이 수제 투과정도를 나타내는 투과율과 함께 다뤄지기는 기존의 실험연구에서는 수위가 수제의 머리부를 초과함에 따라 월류되는 흐름은 과도한 난류의 발생 등 투과수제에 비해 수제부근에 더 많은 영향을 미친다고 하였다. 이러한 과도한 난류의 발생은 수제를 월류하는 흐름은 상류에서는 가속되다가 수제 하류부로 흘러내리면서 다시 감속되어 교란되기 때문이다. 이러한 월류수제의 흐름특성은 수제 주변 국부세굴에 영향을 미친다. 특히 우리나라 하천은 홍수시 수위의 변화가 매우 크기 때문에 일반적인 불투과 수제라 하더라도 대부분의 수제가 월류수제처럼 거동한다. 따라서 수위가 증가함에 따라 월류가 발생하는 수제의 경우 비월류 구조물과는 세굴심의 변화가 다르게 발생할 수 있다. 본 연구에서는 월류수제 주변에서 발생되는 국부세굴이 수중생물의 다양한 서식처 및 피난처로 활용될 수 있다는 관점에서 세굴영역(세굴부피)과 세굴심의 관계에 대한 수리모형실험을 수행하고 분석하였다. 월류수제의 세굴실험은 축척의 영향을 최소화하기 위해 $7m(W){\times}40m(L){\times}1.5m(H)$ 규격의 대형 수로에서 수행하였으며 세굴변화에 미치는 시간축척의 영향을 파악하기 위해 $70{\sim}90$ 시간 동안 실험을 수행하였다. 세굴의 측정은 투명한 아크릴로 제작된 수제 내부에 CC카메라를 수제 전 후면 및 측면에 설치하여 월류수제의 세굴 발생을 실시간으로 측정하며 동시에 수제의 각 면에 각각 3개의 압력센서를 설치하여 압력분포를 측정함으로써, 월류수제 주변의 압력변화에 따른 세굴심의 실시간 변화를 비교할 수 있도록 하였다.

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Study on Flow Structure of Turbulent Boundary Layer Over Semi-Circular Riblets (반원형 리블렛 상부 난류경계층의 유동 구조 연구)

  • Lee, Sang Hyun;Lee, Sang Joon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.23 no.7
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    • pp.937-944
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    • 1999
  • The near-wall flow structures of turbulent boundary layer over riblets having semi-circular grooves were investigated experimentally for the drag decreasing ($s^+=25.2$) and drag increasing ($s^+=40.6$) cases. The field of view used for tho velocity field measurement was $6.75{\times}6.75mm^2$ in physical dimension, containing two grooves. One thousand instantaneous velocity fields over the riblets were extracted for each case of drag increase and decrease. For comparison, five hundreds instantaneous velocity fields over a smooth flat plate were also obtained under the same flow conditions. To see the global flow structure qualitatively, the flow visualization was also performed using the synchronized smoke-wire technique. For the drag decreasing case ($s^+=25.2$), most of the streamwise vortices stay above the riblets, interacting with the riblet tips. The high-speed in-rush flow toward the riblet surface rarely influences the flow inside tho riblet valleys submerged in the viscous sublayer. The riblet tips seem to impede the spanwise movement of the longitudinal vortices and induce secondary vortices. The turbulent kinetic energy in the riblet valley is sufficiently small to compensate the increased wetted area of the riblets. In addition, in the logarithmic region, the turbulent kinetic energy are small or almost equal to that of a smooth flat plato. For the drag increasing case ($s^+=40.6$), however, the streamwise vortices move into the riblet valley freely, interacting directly with the riblet inner surface. The penetration of the high-speed in-rush flow on the riblets increases tho skin-friction. The turbulent kinetic energy is increased in the riblet valleys and even in the outer region compared to that over a flat plate.

Sensitivity Analysis for Active Control over Input Parameters in Tsunami Models (지진해일 모형 입력인자의 능동적 제어를 위한 민감도 분석)

  • Son, Sangyoung;Jung, Tae-Hwa
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.469-469
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    • 2016
  • 본 연구에서는 지진해일 모의결과를 바탕으로 하여 지진해일모형 결과에 민감하게 작용할 수 있는 다양한 입력조건을 분석하였다. 우선 2004년 인도양 지진해일 모의를 위하여 다중격자체계를 갖추고 있는 COMCOT모형과 수심적분된 Boussinesq모형의 결합모형을 사용하였으며, 근해역에 지진해일 충격 및 피해산정 결과에 유효한 영향을 주는 입력인자를 파악하기 위하여 4가지의 시나리오를 설정하였다. 각 시나리오에서는 3개의 서로 다른 독립인자가 포함되었으며 이들은 배타적으로 결정되어 최소한의 시나리오로 다양한 분석이 가능하도록 하였다. 즉, 시나리오 1에서는 지진해일의 초기수면상태를 산정하기 위한 간략화된 단층모형을 적용하였고, 이 때 바닥마찰에 대한 고려는 배제되었다. 시나리오 2에서는 시나리오 1과 모든 조건은 동일하게 하였으나 유한단층 모형을 통해 초기수면상태를 산정하도록 하였다. 이처럼 유사하게 시나리오 3에서는 복잡한 지형 특성을 나타내는 몰디브 지역의 보다 정확한 해석을 위하여 몰디브 지역의 상세격자망을 추가적으로 다중격자체계에 포함시켰다. 마지막으로 바닥마찰항에 대한 민감도를 분석하기 위하여 시나리오 4에서는 바닥마찰항에 대한 고려를 포함시켰다. 또한, 4가지 시나리오 외에 결합모형의 성능을 평가하기 위하여, COMCOT모형만을 사용하는 시나리오를 추가적으로 설정하였다. 즉, 시나리오 1과 모든 조건은 동일하되 COMCOT모형만을 사용하도록 하였다. 설정된 조건에 따른 수치모의 결과, 지진해일 내습에 따른 해수위 변화는 각 시나리오별로 큰 차이를 보이지 않았으나, Boussinesq모형에 의한 지진해일의 동수역학적 거동은 COMCOT모형을 사용한 결과와 유의한 차이를 보였으며, 특히 파랑에 기인한 난류적 거동은 극명한 대조를 이루었다. 따라서, 본 연구결과를 통해 향후 파랑에 기인한 난류적 거동의 정확모의를 위해 수치해석에 따른 확산오차 및 바닥마찰항에 대한 면밀한 연구가 필요함을 시사하였다.

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Vortex Particle Turbulence for Fluid Simulation (유체 시뮬레이션의 격자 내 상세도 향상을 위한 와류 입자 혼합 기법)

  • Yoon, Jong-Chul;Hong, Jeong-Mo;Kim, Chang-Hun
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
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    • v.14 no.4
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    • pp.1-5
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    • 2008
  • In this paper, we propose an efficient technique for improving the grid based fluid simulation by sub-grid visuals. The detailed turbulency generated efficiently by Vortex Particle Method are blended with the flow fields coming from the traditional incompressible Navier-Stokes solver. The algorithm enables large- and small- scale detail to be edited separately.

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