• 융복합기술연구소 논문집
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• 제11권1호
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• pp.39-42
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• 2021

2차원 유동장내 수직 진동하는 원통의 Von Karman 와열 유동 현상에 대한 진동 주파수 계산 문제는 진동하는 물체의 비정상 공력 해석 연구 검증에 많이 사용하는 고전적 방법이다. 본 연구에서는 오픈소스 OpenFoam 기반의 중첩격자 기법을 사용하여 층류 유동장내의 수직방향 진동하는 원통 주변의 비정상 유동 현상과 원통 벽면에서의 공력 특성 변화를 해석하기 위한 일련의 해석 단계들과 결과를 타 연구그룹과 비교하였다. 원통 형상과 진동에 의한 와열 유동의 주기적 유동 특성과 복잡성 해석의 건전성을 확보하기 위하여 격자와 시간제어에 대한 해의 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 수행한 해석 방법은 일관성과 신뢰성 있는 해석 결과들 보여주었으며, 향후 보다 실제적인 진동하는 에어 포일의 비정상 공력 해석 연구에 적용 가능함을 확인하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권4호
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• pp.24-30
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• 2009

본 연구에서는 기존에 널리 사용되어져 온 Wavier-Stokes 방정식을 풀이하는 전통적인 CFD 해석에서 벗어나 최근에 그 응용 분야를 넓혀가고 있는 LBM의 해석코드를 개발하고, 이를 이용하여 이차원 채널속에 놓여진 쇄기형 물체 주위의 유동특성을 조사하였다. D2Q9 격자계 및 Bhatnagar-Gross-Krook (LBGK) 모델을 채택하였으며, 수치해석 결과는 기존의 실험결과의 잘 일치하였다. 쇄기형 물체에서 와의 형성 및 방출 Reynolds 수 범위는 $32{\leq}Re{\leq}620$ 이며, 원형실린더에서 알려진 Karman 와열을 형성하는 주기적인 와방출은 대칭적인 와가 형성된 후 $Re{\geq}85$부터 시작되며 Reynolds 수의 증가에 따라 와 방출 주파수는 증가되었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제1권1호
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• pp.47-54
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• 1996

비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권3호
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• pp.29-35
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• 2000

The present numerical study investigates heat transfer enhancement mechanism for suspensions of polystyrene particles in water. Numerical simulations were done for turbulent hydrodynamic fully developed flows in a circular duct with constant wall heat flux. The experimental result of microparticle suspensions show 25∼45% heat transfer enhancement over those of water. The present numerical results show the main parameter for the heat transfer enhancement of microparticle suspension in a circular duct is the change of velocity profile by the non-Newtonian fluid behavior.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.47-54
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• 2005

An oscillating foil can produce a driving force through the generation of a reversed $K\'{a}rm\'{a}n$ vortex street, and it can be expected to be a new highly effective propulsion system. A simple pitching foil model was made and it was operated within a water channel. The wake formation behind a pitching foil was visualized and unsteady fluid forces were measured using a 6-axis force sensor based on force and moment detectors. We have been examined various conditions such as reduced frequency, amplitude and pivot point in NACA 0010. The results showed that thrust coefficients increased with a reduced frequency. We also presented the experimental results on the characteristics of a pitching foil at various parameters.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.753-756
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• 2013

The demand for sailing yacht is increasing in consonance the improvement of people's live. These yachts can be dually propelled by wind and by diesel engine power. A singing (humming, whistling) phenomenon induced on the propeller was discovered on a 55-foot catamaran sailing yacht. As a result, an increase in the structural vibration of the stern tube room and propulsion system with abnormal noise was detected due to this flow. In this study, the cause of the phenomenon is investigated and its possible countermeasures proposed.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.31-40
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• 2000

A computer program is developed for the prediction of the aerodynamic performance and the noise characteristics in the basic design step of axial flow fan. The flow field and the performance of fan are analyzed by using the streamline curvature computing scheme with total pressure loss and flow deviation models. Fan noise is assumed to be generated due to the pressure fluctuations induced by wake vortices of fan blades and to radiate via dipole distribution. The vortex-induced fluctuating pressure on blade surface is calculated by combining thin airfoil theory and the predicted flow field data. The predicted performances, sound pressure level and noise directivity patterns of fan by the present method are favorably compared with the test data of actual fan. Furthermore, the present method is shown to be very useful in optimizing design variables of fan with high efficiency and low noise level.

• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.26-32
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• 2019

The vortex flow behind a bluff body has been a subject of interest for a very long time because of its engineering applicability such as to vortex induced vibration. In the near wake of a bluff body, vortices are periodically shed in two shear layers, which originate in the trailing edges. The far wake is made up of the classical Karman vortices, which are connected together by streamwise and spanwise vortices. These vortex formations have been studied in many experimental and numerical ways. However, most of the studies considered non-cavitating flow. In this study, we investigated cavitating flow in the wake of a two-dimensional wedge. Experiments were conducted in a cavitation tunnel of Chungnam National University. Using a particle image velocimetry (PIV), we measured the velocity fields under two different flow conditions: non-cavitating and cavitating regimes. We also investigated the vortex shedding frequencies using an absolute pressure transducer mounted on the top of the test window. Throughout the experiments, it was found that the shedding frequency of the vortex was strongly affected by cavitation, and the Strouhal number could exceed its value in the non-cavitating regime.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권5호
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• pp.331-336
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• 2010

원형실린더가 균일한 유입유동에서 자유수면 으로부터 깊이를 달리했을 경우 박리점, 경계층 및 칼만 와열의 주기 등의 변화로 인하여 시스템 전체 에너지에 변화를 초래한다. 본 연구에서는 원형실린더의 침수 깊이를 변화시키며 $Re=1.0{\times}10^3$에서 유동장을 계측하였다. 2차원 그레이 레벨 상호상관 PIV기법을 이용하여 원형실린더 주위의 유동특성을 알아보기 위하여 상호 비교하는 방법을 적용하였다. 자유수면의 점성과 마찰에 의해 발생하는 원형실린더 주변유동은 경계층을 변화시키고 후류유동에 교란을 일으킨다. 특히, 몰수체의 깊이가 d=1.0D의 경우에 있어서 경계층의 변화가 후류로 길게 형성되었다. 원형실린더의 깊이가 d=1.5D에서부터 자유수면의 영향이 감소하고 칼만 와열이 발달하였다.

• 대기
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• 제27권4호
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• pp.445-453
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• 2017

This study investigates turbulent flow around a square cylinder mounted on a flat surface at high Reynolds number using a large-eddy simulation (LES) model, particularly focusing on vortex streets behind the square cylinder. Total 9 simulation cases with different inflow wind directions, inflow wind speeds, and cylinder widths in the x- and y-directions are considered to examine the effects of inflow wind direction, speed, and cylinder widths on turbulent flow and vortex streets. In the control case, the inflow wind parallel to the x-direction has a maximum speed of $5m\;s^{-1}$ and the width and height of the cylinder are 50 m and 200 m, respectively. In all cases, down-drafts in front of the cylinder and updrafts, wakes, and vortex streets behind the cylinder appear. Low-speed flow below the cylinder height and high-speed flow above it are mixed behind the cylinder, resulting in strong negative vertical turbulent momentum flux at the boundary. Accordingly, the magnitude of the vertical turbulent momentum flux is the largest near the cylinder top. In the case of an inflow wind direction of $45^{\circ}$, the height of the boundary is lower than in other cases. As the inflow wind speed increases, the magnitude of the peak in the vertical profile of mean turbulent momentum flux increases due to the increase in speed difference between the low-speed and high-speed flows. As the cylinder width in the y-direction increases, the height of the boundary increases due to the enhanced updrafts near the top of the cylinder. In addition, the magnitude of the peak of the mean turbulent momentum flux increases because the low-speed flow region expands. Spectral analysis shows that the non-dimensional vortex generation frequency in the control case is 0.2 and that the cylinder width in the y-direction and the inflow wind direction affect the non-dimensional vortex generation frequency. The non-dimensional vortex generation frequency increases as the projected width of the cylinder normal to the inflow direction increases.