Flow characteristics of the cylinder wake controlled with a small control cylinder were experimentally investigated by the PN (Particle Image Velocimetry) technique. Flow visualization of the flow around a circular cylinder was conducted in the Circulating Water Channel. The control cylinder having diameter of d=5mm, 10mm and 20mm was installed behind a circular cylinder of D=50mm. And the Reynolds number were $Re=4.9{\times}10^3,\;Re=9.9{times}10^3$ and $Re=1.9{\times}10^4$. In this study, the frequency characteristics of the controlled wake were analyzed by using spectral analysis of the measured wake velocity signals. As a result, the controlled wake had smaller vortex shedding frequency than that of circular cylinder wake by the effect of the control cylinder. Governing parameters of the flow control were d/D, and Reynolds number and they largely influenced the frequency characteristics of the cylinder wake. And vortex shedding frequency appeared most lowly at d=0.2D
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2012.05a
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pp.614-614
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2012
개수로에서 혹은 수리구조물 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 파악하기 위해서는 연직유속분포 및 수심별 평면유속분포의 측정이 필요하다. 유속분포를 측정하기 위한 방법은 음파 도플러 유속계(ADV:Acoustic Doppler Velocimetry)를 사용하는 방법과 PIV 기법을 이용하는 방법이 있다. 일반적으로 ADV는 한 지점의 유속을 시간변화에 따라 연속적으로 측정할 수 있어 난류특성의 정량적인 해석에 장점이 있으나 동시간에 여러 지점을 측정할 수 없기 때문에 난류의 공간적인 문제를 해석함에 있어서 한계가 있다. 그러나, 입자영상유속계(PIV:Particle Image Velocity)는 측정하고자 하는 단면에서 연직 횡단면의 유속분포 및 수심별 평면 유속분포 흐름장 측정이 가능하여 난류흐름의 공간적인 문제를 해석하는데 효과적일 뿐만 아니라 영상간의 시간간격을 짧게 하고, 촬영시간을 충분히 길게 한다면 개수로 내 난류특성 분석도 가능하다. 이에 본 연구의 목적은 PIV 기법을 이용하여 매끄러운 하상의 개수로에서 연직유속분포를 측정하고 그 특성을 정량적으로 분석하고자 한다. 본 연구에서는 첫째, PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속분포와 3차원 전자식 유속계를 이용하여 측정한 연직유속분포를 비교 분석하였다. 둘째, 후류법칙에 의해 계산된 연직유속분포와 PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속분포의 비교를 위해 각각의 무차원 유속분포(지점 유속/지점 마찰속도)를 계산하고 비교하였다. 마지막으로 각 흐름 조건에 따라 수심의 변화를 주어 연직유속분포를 PIV 기법으로 측정한 후 개수로의 수심변화에 따른 연직유속의 특성을 분석하였다. 분석 결과, PIV 기법을 이용하여 측정한 연직유속 성분에 비해 3차원 전자식 유속계로 측정한 연직유속 성분이 작게 나타났고 바닥에서부터 0.2h 지점까지는 무차원 유속분포(지점 유속/지점 마찰속도)가 후류법칙과 잘 맞는 경향을 보였으나 0.2h 지점부터 수표면까지는 유속이 감소하는 현상이 나타났다.
In this study, we investigate the wake characteristics in laminar inflow and two different turbulent inflow cases. To solve the flow with wind turbines and its wake, we use large eddy simulation (LES) technique with actuator line method (ALM) and turbulent inflow of Turbsim. We perform the quantitative analysis of velocity deficit and turbulent intensity in laminar inflow case and turbulent inflow case with different turbulent intensity. In turbulent inflow, unsteady strong wake recovery which is highly fluctuated in time. Normalized power in turbulent inflow case is also highly fluctuated with unsteady wake recovery, while that in laminar inflow has quasi steady characteristic in power generation.
본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 300${\sim}$1000범위에서 고차 고해상도기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.
본 논문에서는 실린더 주위유동의 B-mode에 해당하는 레이놀즈 수 $300{\sim}1000$범위에서 고차 고해상도 기법(OHOC Scheme)을 이용하여 원형 실린더 주위의 유동장 및 음향장 특성에 대해서 연구하였다. B-mode 레이놀즈 수 범위에서 스팬방향 길이에 따른 3차원 원형실린더의 스트롤 수, 양 항력계수의 상관관계에 대해 수치계산 및 실험 결과와 비교 분석한 결과 매우 잘 일치하는 것을 보였다. 그리고 이 결과를 토대로 하여 B-mode 불안정성 영역에서 보다 정확한 2차 와류 모사를 위한 적절한 스팬방향을 찾고, 3차원 후류유동의 불안정성이 음향장의 변화에 미치는 영향을 정성적으로 고찰하여, 3차원 원형실린더의 공력소음 대한 기초적인 연구를 수행하였다.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.11
no.2
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pp.126-133
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2003
The aerodynamic characteristics of automobiles have received substantial interest recently. Detailed knowledge of the vehicle aerodynamics is essential to improve fuel efficiency and enhance stability at high-speed cruising. In this study, a numerical simulation has been carried out for three-dimensional turbulent flows around a commercial bus body. Also, the effect of rear-spoiler attached at rear end of bus body was investigated. The Wavier-Stokes equation is solved with SIMPLE method in general curvilinear coordinates system. RNG $k-\varepsilon$ turbulence model with the MARS scheme was used for the evaluating aerodynamic forces, velocity and pressure distribution. The results showed details of the three-dimensional wake flow in the immediate rear of bus body and the effect of rear-spoiler on the wake structure. A maximum of 14% reduction in drag coefficient was achieved for a model with a rear-spoiler.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.36
no.3
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pp.8-14
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1999
The flor characteristics around the KRISO 3600TEU container ship model have been experimentally investigated in a subsonic wind tunnel. The mean velocity and turbulence characteristics in the stern and wake regions were measured using an x-type hot-wire probe. The flow characteristics in the stern and near wake regions revealed a complicated three-dimensional flow pattern. The measured results showed clearly the formation of longitudinal vortices and their effect on the flow pattern in the wake region. The shear layer developed along the ship model expands showly to the downward direction. The turbulence statistics measured can be used as comparative data of numerical simulations and provide insights into development of accurate turbulence models for the ship design.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.19
no.5
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pp.1340-1350
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1995
The effects of thermal stratification on the flow past a heated circular cylinder with various heating rates were examined in a wind tunnel. Turbulent intensities, r.m.s.values of temperature and turbulent convective heat flux distributions in the cylinder wakes with and without thermal stratification were measured by using a hot-wire and cold-wire combination probe. The phase averaging method was also used to estimate coherent contributions to the turbulent flow field in the near wake. The results show that the scalar mixing process is very different according to the mean temperature fields especially in the upper part of the wake. The coherent structure of the temperature field makes a large contribution to the time mean value like velocity components. However, the coherency of the temperature fluctuation is very different with the change of mean temperature fields, though the velocity coherent motions are quite similar in all experimental conditions.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.9
no.5
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pp.555-563
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1985
Two-dimensional turbulent wake flow behind a circular cylinder is investigated experimentally by suing linearized constant temperature hot wire anemometer. Turbulent fluctuations and mean velocity defects are measured in the rage of 5 dia.- 500 dia. downstream from the cylinder and for the Reynolds numbers of 2000-4000. Results with statistical treatment and digital data processing techniques are as follows: (1) The transition region from near wake to far wake is 30 dia. - 50 dia. downstream from the cylinder. (2) In the near wake, it is found that strong periodic ( f=845Hz) coherent structure exists. (3) It shows that the inertial subrange is 180Hz-2000Hz in self preservation region.
Rotor wake interaction must be considered to understand the quadrotor flight, and the rotor separation distance is an important parameter that affects the rotor wake interaction. In this study, the wake characteristics were investigated with varying the rotor separation distance. The velocity field in the rotor wake was measured using digital PIV for hovering mode at Re = 34,000, and the wake boundaries from the inner and outer rotor tips were quantitatively compared with varying the rotor separation distance. The symmetric rotor-tip vortex shedding about the rotor axis was found at a large rotor separation distance. However, the wake boundary became more asymmetric about the rotor axis with decreasing the rotor separation distance. At the minimum rotor separation distance, in particular, a faster vortex decay was observed due to a strong vortex interaction between adjacent rotors.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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