• 대한기계학회논문집B
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• 제22권5호
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• pp.573-583
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• 1998

Effects of the oscillating incoming flow on vortex shedding and lock-on behind a square cylinder are investigated using numerical simulations at a Reynolds number of 100. Vortex shedding occurred at low forcing frequencies of the incoming flow similar to the natural vortex shedding. As the forcing frequency further increases, the shedding frequency decreases to the half of the forcing freqnency. For a sufficiently large frequency, vortex shedding returns to the natural vortex shedding irrespective of the forcing amplitude. Also, the lock-on region becomes wider with higher forcing amplitudes. The phase diagram between the drag and lift shows a simple periodic behavior in the lock-on region, while a complicated periodic phase relation is observed when there is no lock-on.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.67-74
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• 2005

Fluid flow and heat transfer in rectangular duct system are measured and computed by commercial software of Star-CD for comparison between them. Three rectangular systems are investigated in this study. Those are a rectangular duct with 90 degree bended elbow, a rectangular duct with two branchs, and a circular cylinder in a rectangular duct. But heat transfer is studied only for last system. These investigations show us that the numerical solutions predict satisfactorily design factors (K-factor for the elbowed duct, distributions of flow rates into each branch from a duct, and Nusselt number around circular cylinder) even though there are some disagreements in velocity profiles and turbulent kinetic energy.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-9
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• 2002

In this paper, a modification of PISO algorithm based on standard k-ε turbulence model was proposed. The numerical technique used in this research is finite volume method, hybrid scheme for discretizing convection term, Euler implicit scheme for discretizing time term, and non-staggered grid. The basic idea of the modification of PISO algorithm is to perform an additional corrector stage for turbulence kinetic energy and dissipation rate to correct the inconsistence of flow and turbulence. In order to validate this algorithm, simulation of flow around a square cylinder (Re=3000) was performed in two-dimensional case. The results obtained from the proposed scheme show better agreement with those from the experiment than using original PISO algorithm in coherent velocity field.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1417-1426
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• 2001

Turbulent flow characteristics in the near wake of a square cylinder have been studied experimentally by using a Digital PIV method. Experiments are performed at the Reynolds numbers of 1600 and 3900 based on the free-stream velocity and the square height. The ensemble averaged turbulence statistics are acquired from 2030 realizations of instantaneous fluctuating velocity field after the conventional Reynolds decomposition. The differences in turbulent intensity and Reynolds shear stress profiles fur both oases indicate that the effect of Reynolds number seems to be descernible mainly due to the occurrence of transition in the separated shear layer. Because of the periodic nature of vortex shedding process, transverse velocity fluctuations contribute dominantly , to turbulent kinetic energy distribution. A comparison with previous LDV data obtained at much higher Reynolds number shows a fairly good agreement each other. It turns out that the effect of Reynolds number diminishes as increasing Reynolds number, which is a well-known feature of a sharp-edged bluff body wake. The streamwise variation of turbulence intensities are compared with those from a circular cylinder along the centerline at the same Reynolds number. The overall magnitudes and the decay rates of turbulence intensities are quite similar, but some differences are noticeble especially in the transverse intensity variation.

• 한국전산유체공학회지
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• 제10권2호
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• pp.30-37
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• 2005

To evaluate LBM we performed the simulation of the unsteady two dimensional flow over a square cylinder in a channel in moderate Reynolds number range, $100\~500$ by using LBM and Fractional-Step method. Frist of all we compared LBM solution of Poiseuille flow applied Farout and periodic boundary conditions with the analytical solution to verify the applicability of the boundary conditions. For LBM simulation the calculation domain was formed by structured 500x100 grids. Prescribed maximum velocity and density inlet and Farout boundary conditions were imposed on the in-out boundaries. Bounceback boundary condition was applied to the channel and the cylinder waifs. The flow patterns and vortex shedding strouhal numbers were compared with previous research results. The flow patterns by LBM were in agreement with the flow pattern by fractional step method. Furthermore the strouhal number computed by LBM simulation result was more accurate than that of fractional step method through the comparison of the previous research results.

• 한국음향학회지
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• 제34권5호
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• pp.360-370
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• 2015

무한 길이를 가진 도파관 구조물에 유한 길이를 가진 구조물이 결합되어 있는 경우, 결합된 구조물의 응답을 수치해석으로 구하기 위해서는 파동 방법과 모드 방법을 함께 적용하여 해석하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 무한 길이 도파관구조물에 대해서는 파수유한요소법을, 유한 길이 구조물에 대해서는 유한요소법을 적용하여 결합 지점에서의 각 하부 구조물 임피던스 또는 모빌리티를 구하고 이를 연성하여 전체 구조물의 응답을 해석하는 방법에 대하여 다루었다. 해석 대상 구조물로는 내부에 사각 평판 구조물이 네 꼭지점에서 결합되어 있는 무한 길이 원통형 실린더를 선정하였으며, 네 결합지점이 강결합 또는 탄성마운트로 결합된 경우에 대하여 살펴보았다. 본 연구를 통해 임피던스 연성을 통한 파동 방법(파수유한요소법)과 모드 방법(유한요소법)의 결합이 적용 가능함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.463-470
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• 2016

베인 전단시험은 흙의 교란을 최소화하면서 점성토의 비배수전단강도를 측정하는 간단한 시험이다. 하지만, 본 논문에서는 베인 전단시험기를 이용하여 모래의 배수전단강도를 측정하기 위한 연구를 수행하였다. 건조한 낙동강모래를 원통형 셀에 느슨하거나 조밀한 상태로 재성형한 다음 상부에서 공기압 실린더로 상재하중(overburden pressure)을 25, 50, 75 또는 100kPa 가한 다음 베인(직경 5cm, 높이 10cm)을 회전시켜 회전 모멘트인 최대 토크를 구하였다. 베인 회전 모멘트와 모래 입자의 마찰 저항 모멘트가 평형을 이룬다는 조건을 이용하여 모래의 마찰각을 구하였다. 점토의 경우에는 베인 전단 시 원통형의 회전체 상하면과 주면에 균일한 비배수전단강도인 점착력이 작용한다고 가정하지만, 사질토를 사용한 본 연구에서는 베인 날 주면에서 형성되는 파괴면을 원기둥, 팔각기둥 또는 사각기둥 형태로 가정하여 각각에 대한 마찰각을 계산하였다. 한편, 본 연구에서 제안한 방법을 검증하기 위해 동일한 모래로 직접전단시험을 실시하여 마찰각을 구하였다. 베인 전단시험으로부터 구한 마찰각은 가정한 파괴면의 형태에 따라 느슨한 모래의 경우 24-42도, 조밀한 모래는 33-53도 사이이며, 직접전단시험 결과는 이 범위 내에 속하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.197-206
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• 2023

최근 국제해사기구(IMO)를 비롯한 국제사회에서 선박의 대기오염 배출 규제를 강화하고 있으며, 배기가스 배출을 줄이기 위한 친환경 선박 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그중에서도 풍력 보조 선박추진 시스템 중 하나인 로터 세일(Rotor Sail, RS)이 다시금 주목받고 있다. RS는 선박 데크에 설치되는 원통형 실린더 장치로 마그누스 효과를 사용하여 유체 동역학적 양력을 생성하는 장치이다. 이는 차세대 친환경 보조 추진 기술 중 하나이며, RS 적용 선박을 개발한 Enercon 사(社)에서는 약 30% 이상의 연료 절감이 가능하다고 발표했다. 본 연구에서는 다중 RS를 선박에 설치할 경우 RS 간격 및 배열 형태와 같은 최적의 설치 조건을 선정하고자 하였으며, RS 배열에 따른 유동특성을 확인하기 위하여 AR(Aspect Ratio) = 5.1, SR(Spin Ratio) = 1.0 및 로터세일 지름과 엔드 플레이트 지름 비(D_e/D)= 2.0 로 고정하고 자유 유속 U = 5 m/s로 풍향은 +y 축 단방향에 대한 조건만 고려하였다. 배열 조건은 횡방향 거리는 +x 축 방향으로 3D ~ 15D까지 3D 간격으로 총 5가지 조건을, 종방향 거리는 +y 축 방향으로 5D ~ 25D까지 5D 간격으로 총 5가지 조건을 설정하였으며, 사각 형태(□)와 마름모 형태(◇) 배열에 따른 양력계수(C_L), 항력계수(C_D)와 공기역학적 효율(C_L/C_D)을 비교하였다. 결과적으로 종방향 간격에 따른 RS의 영향은 크게 차이가 없었으나, 횡방향 간격에 따른 RS 유동특성의 경우 두 RS가 바람 방향에 거의 일치할 때 RS의 상호작용 효과가 가장 크게 나타났다. 배열에 따른 RS 유동특성의 경우, 전방(0°) 방향에서 바람이 불 때 마름모 형태(◇) 배열이 RS 간의 후류 영향을 가장 덜 받는 것으로 나타났다.