• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.1-8
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• 1989

유동의 가시화 혹은 물체주위의 유동장 측정을 위하여 적당한 크기의 소형 회로수조를 실험실에서 제작, 레이저 유속계를 사용하여 그 유동장 특성을 조사하였다. 수직형 회로수조는 유동이 굽어진 부분을 지나면서 실험측정 부분에서 평균속도분포가 균일하지 못하며, 균일한 유동장을 얻기 위해 수축부 다음에 표면 유동 가속기를 설치하였다. 적당한 표면유동가속으로 안정되고 균일한 속도분포를 얻을 수 있으며, 이 표면유동가속기의 최적점을 찾는 함수로는 단순 평균속도 뿐만 아니라 난류강도도 중요한 요소임이 실험적으로 밝혀졌다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.19-28
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• 2004

유동장의 특성을 구분할 수 있는 척도는 평균자유행로와 특성거리의 비인 누센수이다. 누센수에 따라서 유장은 연속체영역, 미끄럼영역, 천이영역, 및 자유분자영역으로 나누어진다. 고고도에서 비행체 주위의 유동장, 진공에서의 유동장 등이 비연속체영역 즉 저밀도유동장에 해당된다. 비연속체영역에 해당되는 또 다른 중요한 분야는 미세 유동장이다. 최근에 관심이 대두되고 있는 미세항공기(MAV)와 실리콘혁명 이래 유망한 미래기술중의 하나인 MEMS 장치 주위의 유동장 등이 바로 미세 유동장이다. 비연속체영역에서 유체의 이동 및 전달현상을 기술하기 위하여는 Boltzmann 방정식을 해석하여야한다. Navier-Stokes 방정식을 이용한 기존의 CFD 기법이 적용되지 않는 새로운 유동영역이기 때문이다. 본 발표에서는 Boltzmann 방정식의 유력한 해법인 직접모사(Direct Simulation Monte Carlo)법을 이용한 저밀도 유동장 해석이 소개될 것이다. 또한 직접모사법이 이용되기 어려운 다양한 저속 유동장에 대한 해석결과도 소개될 것이다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권4호
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• pp.5-11
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• 2007

본 연구는 SI기관 실린더 내의 유동장 변이 과정을 3차원 LDV 측정 기술을 사용하여 흡입과 압축과정 동안 정량적으로 분석하였다. 실험은 헤드에 각각 2개의 흡입밸브와 배기밸브를 갖는 기관이 모터링되는 공회전 상태에서 실시하였다. 지난 30년 동안 텀블과 스월은 실린더 내의 평균 유동 정량화에, 난류운동에너지는 난류 측정에 많이 사용되어 왔다. 그러나 텀블은 solid body 회전 유동을 비교하는데 적절하며, 서로 다른 유동 패턴 비교에는 부적절 하다는 것이 보고되고 있는 실정이다. 3차원 LDV시스템의 우수한 공간 분석 능력은 순간적인 유동장구조와 더불어 상대적으로 미세한 유동장의 구조 까지도 측정이 가능 하도록 하였다. 따라서 측정한 결과로부터 유동장의 난류운동에너지 등가면을 계산할 수 있었다. 본 실험 결과는 실린더 내의 난류 유동장 특성을 난류운동 에너지 등가면 정보를 이용하여 세심하게 관찰할 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.715-718
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• 2002

자동차 및 유체기계의 흡기계나 배기계에 사용되는 소음기의 음향성능은 전달손실로 기계성능은 배압으로 표현된다.유체가 흐르는 관 사이의 임피던스 부정합을 이용하는 반사형 소음기의 경우, 내부 유로에 천공을 주어 음향감쇠를 시키거나 유동을 안정시키는 경우가 많다.본 연구에서는 동심관형 공명기의 내부 관에 존재하는 천공의 분포 양상의 변화가 공명기 내부의 유동장에 미치는 영향을 살펴보고, 그 유동장의 변화에 따라서 소음기의 성능이 어떠한 영향을 받게 되는지를 고찰하였다.또한 유동장에 영향을 미치며, 소음기의 설계 인자 중 하나인 면적 확장비의 변화가 유동장 및 배압에 미치는 영향을 예측하였다.이로부터 유동의 흐름을 제어하여 소음기의 성능을 향상시키는 방법을 찾고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1175-1188
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• 1988

본 연구에서는 조건와류를 추출하려면 우선 속도상관관계를 알아야 하는데, 이를 위하여 실험적 데이타와 이론적 모델을 모두 적용하였다. 전자는 Van Atta와 Chen의 그리드 난류에서의 등방성에 가까운 속도상관관계 데이터를 취하여 이용하였으 며, 후자는 Driscoll과 Kennedy의 난류에너지 스펙트럼 모델을 해석하여 적용하였다. 이 이론적 모델은 레이놀즈수를 변화시킬 수 있는 장점이 있으며, 특히 벽면근처에서 의 와동구조해석을 위해서는 레이놀즈수가 작은 조건와류가 필요하다. 조건와류의 반지모양의 와동은 이방성분포인 평균전단유동에 중첩되어 전체 와동장을 구성하는데, 난류유동의 vortex stretching과정에서 중요한 역할을 하는 머리핀 와동(hairpin vor- tex)과 비슷한 구조를 이 전체 와동에서 구할 수 있다. 이는 조건와류의 와동장의 크기와 평균전단에 의한 평균 와동장의 상호크기에 따라 결정되는데, 실제 난류유동장 에서 난류전달과 레이놀즈 응력과 밀접한 관계가 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권2호
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• pp.79-84
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• 2006

본 연구는 자연지형에 존재하는 다양한 형태의 크고 작은 거칠기 요소들로 인해 기본 유동장이 변화하는 양상을 밝히기 위한 기초연구로서, 본 제1보와 이어지는 제2보로 나뉘어 소개될 것이다. 실험은 동일한 2차원 사각단면을 갖는 많은 양의 거칠기 요소를 평판위에 규칙적으로 배열한 후 거칠기 주위 유동장을 계측하였다. 회류수조에서 PIV 기법을 사용하여 2종류의 거칠기요소 높이와 3종류의 거칠기 사이 간격을 택하여 총 6경우에 대하여 거칠기 유동의 특성을 비교하였다. 실험결과 거칠기 간격이 거칠기 높이의 7배와 14배인 경우가 3.5배에 비하여 거칠기로 인한 유통장의 교란이 더 활발하고, 그에 따라 유동장에 미치는 영향도 큼을 확인할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권1호
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• pp.43-57
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• 2002

본 연구는 고성능 전개판을 개발하기 위하여 전개판 주변의 유동장을 계측할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 하였다. 실험 방법으로는 CFD를 이용한 유동장의 수치 해석과 유동장의 정량적, 정성적 계측이 가능한 PIV 실험방법을 사용하였다. 본 실험에서는 전개판 주변의 가시화된 영상을 PIV 기법을 이용한 화상처리로 유동특성을 해석하였으며, 이 결과를 CFD에 의한 해석 결과와 유동 패턴을 비교하였다. 또한, 회류 수조에서의 양력 계수 및 항력계수의 계측 결과를 상호 비교 하였다. 그 결과, 수치 해석된 결과와 PIV의 실험 결과는 정성적으로 매우 잘 일치하였으며, 물리적으로 타당성을 확인할 수 있었다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 전개판의 유동장 분석을 위하여 레이저 광원을 이용한 가시화 실험을 실시하고, PIV 기법으로 화상분석을 실시하였으며, 유동입자의 흐름으로도 충분한 정성적인 유체운동의 경향을 파악할 수 있었다 (2) PIV해석결과가 정량적인 결과이므로 이를 다양한 후처리 방법을 통해 속도벡터장, 순간 유동장, 평균 와도로 나타내어 유동장의 변화를 확인할 수 있었다. (3) 최대전개력계수가 나타난 영각 24$^{\circ}$에서 비교한 CFD와 PIV 해석 결과, 유동 패턴은 유사하였고, 두 경우 모두 전개판 후연에서 약간의 경계층 박리가 발생하였으나 양호한 흐름을 보였다. (4) PIV에 의한 속도 벡터도, 순간 유선도, 평균 와도로 후처리한 결과, 영각 24$^{\circ}$에서부터 경계층 박리 현상이 일어나기 시작하여, 영각 28$^{\circ}$이상이 되면 심하게 전연으로 발생지점이 이동하게 되고, 그 폭도 확대됨을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.45-52
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• 2003

원추형 초음속 노즐 확산부에 이차유동이 음속으로 분출될 때 나타나는 노즐 내부 유동장에 대한 수치적 연구가 이루어졌다. 대수-난류모델과 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 사용한 레이놀즈-평균 Navier-Stokes 방정식을 계산함으로서 노즐 내부에서 나타나는 충격파와 경계층의 간섭에 의한 3 차원 유동장을 해석하였다. 얻어진 수치해석의 결과는 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 잘 일치하고 있음이 판명되었다. 이차유동의 분출압력 변화가 충격파와 경계층의 간섭과 함께 노즐내부 유동장 구조에 미치는 영향을 평가하였다. 아울러 충격파 간섭 후방에서 나타나는 와류유동 구조와 벽면 압력분포에 관한 정보를 얻었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.121-124
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• 2012

비정상 유동 해석을 수행하는데 있어서 비정상 Navier-Stokes 방정식을 적용한 결과와 정상 N-S 지배 방정식을 적용한 결과의 차이를 비교하려한다. 적용하고자 하는 비정상 유동은 대칭형 에어포일 NACA0012 에어포일 주위 유동으로 정하였으며, 이 때 에어포일 시위(chord) 길이와 자유류(free stream) 속도 기준으로 Re=100,000에 해당한다. 계산결과 비정상 지배 방정식을 적용한 경우 비정상 유동박리(flow separation)를 모사 할 수 있었으며, 평균 양력계수($C_L$)와 항력계수($C_D$)는 실험치와 비교적 잘 일치하였다. 하지만 정상 N-S 방정식을 적용했을 경우 비정상 유동을 모사하기 어려웠으며 평균양력, 항력계수도 실험치와 차이를 보였다. 이러한 결과는 비정상 유동 해석시 시간에 따라 변화하는 유동의 특성을 고려해 비정상 N-S 지배 방정식을 적용해야한다는 사실을 보이고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.41-47
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• 2002

선박용 프로펠러 후류의 유동 특성을 적응형 하이브리드 2-frame PTV(Particle Tracking Velocimetry)기법을 적용하여 실험적으로 해석하였다. 프로펠러 위상각에 대해 위상평균하여 하류로 나아감에 따른 후류 유동의 발달과정을 연구하였으며, 주 유동 방향으로 날개의 뒷날로부터 프로펠러 직경만큼의 거리까지를 측정하였다. 하나의 날개에 대해 4개의 다른 위상각 각각에서 얻은 위상평균 속도장 결과는 프로펠러 날개의 압력 차이로 인해 발생하는 주기적인 날개끝 보오텍스가 하류로 이동해 나감을 보여주고 있다. 또한, 프로펠러 날개 표면을 따라 발달하는 경계층에 기인한 점성 후류는 축방향 속도성분의 결손을 가진다. 프로펠러 날개 뒷날에서 발생하는 후연 보오텍스는 하류로 나아감에 따라 수축되며 점성 소산으로 인해 그 세기 및 크기는 점차 작아졌다.