• Title/Summary/Keyword: 이산와류방법

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Papers : A Study on the Evolution of 2-D Unsteady Vortex Sheets in Ground Effect Using a Discrete Vortex Method (논문 : 이산와류법을 사용한 지면근처에서의 2 차원 비정상 와류면 전개연구)

  • Han, Cheol-Hui;Jo, Jin-Su
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.3
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    • pp.57-63
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    • 2002
  • 지면효과를 받는 와류면의 2차원 비정상 전개를 이산와류법을 사용하여 연구하였다. 와류면이 말리는 정확한 형상을 얻기 위하여, 두 개의 평활기법을 비교하였다. 타원형 하중분포를 가지는 지면가까이에 있는 날개의 후류말림에 대하여 본 연구 방법을 적용하였다. 날개가 지면가까이 비행할 때, 지면효과로 인하여 와류가 날개길이방향으로 이동하였으며 날개익단부근에서 와류면의 늘림운동이 발생하였다.

Discrete-vortex Simulation of Turbulent Separation Bubble Excited by Acoustic Perturbatioons (음향교란을 받는 난류박리기포의 이산와류 수치해석)

  • 임재욱;성형진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.4
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    • pp.775-786
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    • 1992
  • Studies are made of the turbulent separation bubble in a two-dimensional semi-infinite blunt plate aligned to a uniform free stream when the oncoming free stream contains a pulsating component. The discrete-vortex method is applied to simulate this flow situations because this approach is effective to represent the unsteady motions of turbulent shear layer and the effect of viscosity near the solid surface. The two key external paramenters in the free stream, i.e., the amplitude of pulsation, A, and the frequency parameter St[=fH/ $U_{1}$], are dealt with in the present numerical computations, A particular frequency gives a minimum reattachment which is related to the drag reduction and the most effective frequency is dependent on the most amplified shedding frequency. The turbulent flow structure is scrutinized. A comparison between the unperturbed flow and the perturbed at the particular frequency of the minimum reattachment length of the separation bubble suggests that the large-scale structure is associated with the shedding frequency and the flow instabilities.

Dynamic characteristics analysis of forcing jet by Karhunen-Loeve transformation (Karhunen-Loeve 변환을 이용한 Forcing 제트의 동적 특성 해석)

  • Lee, Chan-Hui;Lee, Sang-Hwan
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.21 no.6
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    • pp.758-772
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    • 1997
  • The snapshot method is introduced to approximate the coherent structures of planar forcing jet flow. The numerical simulation of flow field is simulated by discrete vortex method. With snapshot method we could treat the data efficiently and approximate coherent structures inhered in the planer jet flow. By forcing the jet at a sufficient amplitude and at a well-chosen frequency, the paring can be controlled in the region of the jet. Finally we expressed the underlying coherent structures of planar jet flow in the minimum number of modes by Karhunen-Loeve transformation in order to understand jet flow and to make the information storage and management in computers easier.

Discrete Vortex Simulation of Turbulent Separated and Reattaching Flow With Local Perturbation (국소교란이 있는 난류박리 재부착유동의 이산와류 수치해석)

  • 정용만;성형진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.18 no.2
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    • pp.479-491
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    • 1994
  • Discrete vortex method was applied for simulating an active control of turbulent leading- edge separation bubble. The leading-edge separation zone was perturbed by a time-dependent sinusoidal perturbation of different frequencies and levels. In order to describe the local sinusoidal perturbation at the separation point, a source pulsation vortex technique was proposed. The present two-dimensional vortex simulations were qualitatively compared with the experimental results for a blunt circular cylinder, where perturbation was introduced along the square-cut leading edge of the cylinder $(Kiya et al.^{(6,7)}).$ It was found that the reattachment length attained a minimum point at low levels of perturbation and two minima at a moderate higher perturbation frequency. The effects of local perturbation on the evolution of leading-edge separation bubble were scrutinized by comparing the perturbed flow with the natural flow. These comparisons were made for the distributions of mean velocity and its velocity fluctuations, intermittency and wall velocity. The motions of instantaneous reattachment in the space-time domain were demonstrated, which were also compared with the experimental findings. In order to investigate the reduction mehanism of reattachment length in the separation bubble, various cross-correlations for velocity and pressure and the relevant convection velocities were evaluated. It was observed that the convection velocity was closely associated with its corresponding pulsationg frequency.

Experimental and Computational Investigation of the Flow around a Circular Cylinder (실험 및 중첩격자를 이용한 수치해석에 의한 원형단면체 주위의 유동고찰)

  • ;Yim, Geun-Tae
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.11 no.4
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    • pp.130-140
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    • 1997
  • 원형주상체 주위의 유동을 규명하기 위해 회류수조에서 원주방향으로 24개의 위치에 대하여 압력을 계측하였으며, laser sheet을 이용하여 유동을 가시화 하였다. Reynolds수가 4800에서 40000인 범위에 대하여 실험을 수행하였다. 또한, 원형단면체 주위의 비정상 층류유동에 대한 Navier-Stokes방정식의 해를 구하는 수치해석기법을 개발하였다. 효과적인 격자배치를 위하여 H와 O-type의 중첩격자를 사용하였고, 이산화 방법으로는 정규격자시스템에서 유한차분법을 적용하였다. 실험과 수치해석결과에서 뚜렷한 와류박리현상을 볼 수 있었으며, 압력계수 (C$_{p}$ ), 항력계수(C$_{D}$), 스트로얼수(St)를 정량적으로 비교하였을 때, 비교적 잘 일치하는 것을 확인하였다.다.

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Comparison of Discrete Noise with Broadband Noise from Small-scaled UH-1H Rotor (축소형 UH-1H 로터에서의 광역소음과 이산소음의 비교)

  • Ryu, Ki-Wahn
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.33 no.1
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    • pp.20-25
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    • 2005
  • The thickness, loading, and broadband noise generated from the trailing edge of the UH-1H main rotor are numerically compared each other. The Kocureck and Tangler's prescribed wake model is adopted to represent the wake geometry during the hovering motion. Three tip Mach numbers of $M_{T}$ = 0.2, 0.4, and 0.8, are selected to analyze the effects of different tip Mach numbers. At $M_{T}$ = 0.8, in considering the A-weighting and audible frequency band, the random noise is smaller than the tonal noises such as the thickness and the loading noise which have the low frequency characteristics. Especially most of the random noise frequency spread on the ultrasound region. On the other hand, below $M_{T}$ = 0.4, the band of random noise moves to the audible frequency region, and the random noise becomes larger than the tonal noise. It turns out that the random noise analysis of the rotor should be necessary at low speed operating condition.

입구유속의 진폭이 층류유동에서 사각실린더 주위의 와류쉐딩과 공진현상에 미치는 영향에 관한 수치해석적 연구

  • 정영종;심석구;강신형
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.603-608
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    • 1998
  • 유체내의 물체 주위에서 유동박리로 인해 생성되는 와류쉐딩은 열전달이나 물질전달을 촉진시키는 이점이 있으나, 항력을 증가시키거나 유동 및 온도의 요동에 의해 구조물을 손상시키는 단점이 있다. 특히 물체와 주위 유동 사이에 공진이 일어나면 항력값이 증가하면서 항력과 양력의 진폭이 급격히 증가하여 물체에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 레이놀즈수 200 이하의 층류유동에서 공진시 물체 주위의 유동현상과 이로 인한 양력과 항력의 변화들을 수치해석방법을 통하여 분석하였다 수치해석은 일반좌표계에서 유한체적법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 차분화하였다. 이때 방정식의 종속변수로는 공변속도를 채택하였으며, 이산화된 방정식은 분리단계법을 이용하여 수치해를 구하였다. 입구유속의 강제진동에 의한 사각실린더 주위의 와류쉐딩시 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 원통실린더의 경우와 유사하였으나 상대적으로 폭이 더 좁았다 그리고 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 진폭이 증가할수록 증가하였다. 쉐딩 진동수가 일정하면서 입구유속의 진폭이 증가하면 이에 비례하여 실린더 주위의 유속이 상대적으로 증가하게 되어 와도가 강해지면서 입추유속 진폭에 비례하여 항력의 평균값 뿐 아니라 항력과 양력의 진폭도 증가하였다. 그리고 실린더 뒷면의 와류 생성영역은 진폭에 비례하여 감소하였다. 진폭의 변화에 따라 상변화가 서로 상이한 것은 실린더 뒤쪽의 와류들이 상하면의 합력차이를 변화시켰고 이것이 진폭변화에 따라 상변화를 상이하게 나타나게 한 원인으로 진폭이 클수록 실린더 뒤쪽에서 압력변화가 심하게 변하면서 실린더 앞쪽까지 더 많은 영향을 미쳤기 때문이다.선원의 사용자에게 제공되는 최종방사능을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.r의 분포를 보였다.cting the effect of earthquake on structures. This paper is based on the presented paper at the Bertero Symposium held in January 31an4 February 1 at Berkeley, California, USA which was entitled "Needs to Evaluate Real Seismic Performance of Buildings-Lessons from 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake-". The lessons for buildings from the damage due to the Hyogoken-Nambu Earthquake are necessity to develop more rational seismic design codes based upon a performance-based design concept, and to evaluate seismic performance of existing buildings. In my keynote lecture at the Korean Association for Computational Structural Engineering, the history of seismic design and use of structural analysis in Japan, the lessons for buildings from the Hyogoken-Nambu Earthquake, the

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Aeroacoustics Analysis and Noise Reduction of Dual Type Combined Fan using Lattice-Boltzmann Method (Lattice-Boltzmann Method를 이용한 이중구조팬의 공력소음 해석 및 저감)

  • Kim, Wootaek;Ryu, Minhyung;Kim, Jinwook;Ho, Sunghwan;Cho, Leesang;Cho, Jinsoo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.5
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    • pp.381-390
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    • 2016
  • In this study, aeroacoustic characteristics of combined fan are investigated and noise was reduced by applying Serrated Trailing Edge which is known as the method to reduce fan noises. Unsteady CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis was carried out using Lattice Boltzmann Method(LBM) to figure out the combined fan's aeroacoustics and experimental results was used to verify simulation results. Results show that different BPFs are generated at the each inner fan and outer fan on the different frequency while Blade Passing Frequency(BPF) of general fans is constant on the entire frequency range. Boundary vortex and vortex shedding are suppressed or dispersed by applying the Serrated Trailing Edge to the inner fan. Furthermore, broadband noise and fan's torque are reduced.

Computational Analysis of Vortex Structures around Wall-Mounted Bluff Body in Boundary Layer (경계층 내에 위치한 각진 물체 주위의 와류 전산 해석)

  • Lee, Ju-Yong;Kim, Hyeon-U;Lee, Seung-Su
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2013.04a
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    • pp.354-359
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    • 2013
  • 일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

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