본 연구에서는 소형 풍력발전기를 교량에 설치하여 전력생산과 아울러 내풍안정성을 개선할 수 있는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 기존 공기역학적 진동억제 대책과 유사하게 교량에 풍력발전기를 설치하기 위한 방법과 풍력에너지 추정 방법을 제시하였다. 풍동실험 결과를 보면, 페어링처럼 소형 풍력발전기를 설치하면 와류진동을 거의 억제할 수 있는 것으로 나타났고, 이때 교축방향 최적 이격 거리는 터빈 직경의 3-4.5배인 것으로 나타났다. 그리고 풍력발전기를 설치하면 항력계수는 낮아지고 양력계수의 기울기도 음에서 양의 값으로 바뀌어 전반적인 내풍안정성이 향상되는 것으로 나타났다. 한편 풍하측의 풍력발전기는 평균풍속이 낮아 발전을 못하지만, 풍상측의 풍력발전기는 상당량의 전기에너지를 생산하는 것으로 나타났다.
본 논문은 해저 연약지반 위를 주행하는 시험집광기의 동적거동 해석을 다루고 있다. 시험집광기는 단괴채집장치, 무한궤도, 단괴파쇄기, 샤시프레임, 전기 전자 시스템으로 구성되어 있다. 시험집광기의 공기 중 무게는 8,600 kg이며, 수중에서의 시험집광기의 평균접지압은 6.0 kPa이다. 상용해석 프로그램인 RecurDyn-LM과 Visual Fortran 90을 이용하여 시험집광기의 동적거동 해석 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였다. 상용해석 프로그램(RecurDyn-LM)에서 제공되는 사용자 정의 서브루틴을 이용하여 연약지반역학 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였으며, 이를 통하여 해저 시험집광기의 동적거동 해석을 수행하였다. 궤도속도, 지반조건, 항력계수 및 추가질량 계수의 변화에 따른 시험집광기의 동적응답을 분석하였다.
A parametric study on the shapes of bobsleigh bumpers has been performed to reduce the aerodynamic drag. Effects of geometric parameters, such as leading angle of leading bumper, the ratio of minimum width to maximum width of leading bumper, the ratio of leading bumper length to trailing bumper length, trailing angle of trailing bumper, and the ratio of bumper height to installation location of bumper from the bottom of bobsleigh, on the aerodynamic performance of the bobsleigh were estimated using 3-D Reynolds-averaged Navier-Stokes equations. The turbulence was analyzed using the shear stress turbulence model. Reynolds number based on the hydraulic diameter of the external flow channel was in the range of 150,000~1,000,000. Numerical results for drag coefficient were validated compared to experimental data. Ranges of the five geometric parameters were determined according to the rule of Federation Internationale de Bobsleigh et de Tobaganning. The aerodynamic performance of the bobsleigh sled was most sensitive to the leading angle of leading bumper and the ratio of minimum width to maximum width of leading bumper.
A numerical method using FLUENT code was employed to investigate fluid drag and lift forces on a cylinder in a group of circular cylinders, subjected to a uniform cross flow. The cylinders can be arranged in tandem or in a staggered arrangements relative to the free stream flow. A vortex street behind the cylinder pairs or jets between the cylinders forms according to the arrangements. Vibration on a cylinder can occurs due to vortex shedding, fluid-elastic stiffness and wake galloping. The flow is first investigated and then the forces acting on the cylinder are calculated. The lift and drag forces on an elastically mounted cylinder in the wake of an upstream fixed cylinder arise from the mean flow plus velocity and pressure gradients in the wake. The analytical results of two staggered cylinder were compared with the existing experimental ones for validation of the present method. The analytical results of the forces were in good agreement with the experimental ones. The present method can be used for the analysis of the fluid induced vibration where the group of circular cylinders are subjected to a cross flow.
A numerical simulation has been carried out for three-dimensional turbulent flows around an Ahmed body. The Reynolds-averaged Navier-Stokes equation is solved with the SIMPLE method in general curvilinear coordinates system. Several k-.epsilon. turbulence models with two convective difference schemes are evaluated for the performance such as drag coefficient, velocity and pressure fields. The drag coefficient, the velocity and pressure fields are found to be changed considerably with the adopted k-.epsilon. turbulence models as well as the finite difference schemes. The results of simulation prove that the RNG k-.epsilon. model with the QUICK scheme predicts fairly well the tendency of velocity and pressure fields and gives more reliable drag coefficient. It is also demonstrated that the large difference between simulations and experiment in the drag coefficient is due to relatively high predicted values of pressure drag from vertical rear end base.
NSBT(No Slip Boundary Treatment) is a newly developed scheme for the treatment of a no slip condition on the solid wall of obstacle in a flow field. In our research, NSBT was used to perform LBM simulation of a flow over a circular cylinder to determine the flow feature and aerodynamics characteristic of the cylinder. To ascertain the applicability of NSBT on the complex shape of the obstacle, it was first simulated for the case of the flow over a circular and square cylinder in a channel and the results were compared against the solution of Navier-Stokes equation. The simulations were performed in a moderate range of Reynolds number at each cylinder position to identify the flow feature and aerodynamic characteristics of circular cylinder in a channel. The drag coefficients of the cylinder were calculated from the simulation results. We have numerically confirmed that the critical reynolds number for vortex shedding is in the range of 200$\sim$250. For the gap parameter $\gamma$ = 2 cases at Re > 240, the vortex shedding were symmetric and it resembled the Karmann vortex. As the cylinder approached to one wall, the vorticity significantly reduced in length while the vorticity on the other side elongated and the vorticity combined with the wall boundary-layer vorticity. The resultant $C_d$ by LBM concurred with the results of DNS simulation performed by previous researchers.
A media-feeding (or media-transport) system is a key component in daily consumer systems such as printers, copiers and ATM's. The role of the media-transport system is to feed a medium, which is usually in the form of a thin film, to the main process in a uniform and repeatable manner. Even small slippage between the media and the feeding rollers could significantly degrade the performance of the entire system. The slippage between the medium and the feeding rollers is determined by many parameters which include the friction coefficient between the feeding rollers and the medium material, the angular velocity of the feeding rollers, and the normal force applied by feeding rollers on the medium. This paper investigates the effect of the normal force and the angular velocity of feeding rollers on the slippage of the medium. Authors have constructed a test bed for experiments, which consists of a feeding module and various measuring devices. Using regular paper as media being fed, the authors experimentally measured the slippage of the medium under various normal forces and angular velocities of driving feeding roller. Also the authors developed a novel two-dimensional simulation model for the media-transport system. The paper medium is modeled as a set of multiple rigid bodies interconnected by revolute joints and rotational springs and dampers. Simulations were executed using a multi-body dynamic analysis tool called RecurDy $n^{ⓡ}$. The slippage obtained by the simulation is compared to experimental results.ults.
스마트 무인기의 공력특성을 향상시키기 위하여 주익에는 와류생성기(vortex generator), 주익의 끝단에는 유동펜스(flow fence)를 적용하였다. 와류생성기는 SUAV의 최대양력계수와 실속각을 지연시키는 효과가 있었지만 높은 항력증가를 초래하여, 결국에는 양항비가 줄어들었다. 이를 개선하기 위하여 L-형태와 높이가 3mm와 5mm인 와류생성기를 적용하였다. 유동펜스는 나셀 틸팅각이 증가함에 따라 나셀에서 발생하는 박리에 의하여 주익성능이 감소하는 현상을 방지하기 위하여 사용하였다. 두 가지 유동제어 장치를 사용함에 따라 스마트 무인기의 공력특성들이 어떻게 변화하였는지를 정리하였다.
타공 구조물은 음파의 에너지를 감소시키는 특성을 가지고 있어 무향실의 벽에 많이 이용되고 있다. 음원으로부터 발생한 음파가 타공판을 통과할 때 타공판의 작은 구멍을 통해 강한 제트가 형성되어 점성에 의한 박리가 일어나 음파 에너지의 일부분이 열에너지로 소멸된다. 타공판의 작은 구멍을 통과하면서 발생하는 물리적 현상은 음향학 분야에서 많은 연구가 이뤄졌다. 타공판의 앞뒤의 음압(Acoustic Pressure)의 차이를 속도에 제곱에 비례하는 항력항(Drag Term)과 가속도에 비례하는 관성항(Inertia Term)의 합으로 표현하였고, 각 항에 포함된 계수들을 실험이나 간단한 계산을 통하여 구하는 방법을 제시하였다.
최근 다분야 전산유체 역학에서는 설계 최적화, 공탄성, 강제 경계 운동 등에서 요구되어지는 이동경계문제를 다루게 된다. 이동경계의 변위가 클 경우 강건하고 효율적인 격자 변형 알고리즘의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 유한 대형요소와 초월유한보간에 근거한 체적격자 변형 코드를 개발하였고, 정렬격자 다중 블록 Navier-Stokes 코드와 연계하였다. 개발된 코드의 검증을 위해 주기적으로 진동 운동을 하는 에어포일 문제에 대해 계산을 수행 하였고 양력, 항력, 모멘트 계수의 이력 계산 결과가 실험 결과와 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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