• Journal of the KSME
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• v.34 no.4
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• pp.262-276
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• 1994

본 연구를 통하여 3차원 LDV 시스템의 측정기법을 개발하였으며, 측정결과의 신뢰성을 확인하 였다. 또한 이것을 타원제트 연구에 적용함으로써 그 응용 가능성을 확인하였다. 앞으로 3-D LDV 시스템을 사용하여 신뢰성 있는 측정결과를 얻기 위해서는 아래에 기술한 몇 가지 사항을 고려하여야 한다. 1) 3차원 레이저 유속계는 정교하고 복잡한 광학시스템으로 정확한 배열을 요구한다. 광학계와 실험장치의 좌표축이 일치하지 않으면 축방향보다 측방향(lateral) 속도변동 성분에 큰 영향을 준 다. 2) LDV 측정에서 속도편심을 줄이기 위해서는 적당한 출력의 레이저, 적절한 신호처리(signal conditioning), 실험조건에 알맞는 입자를 선정하여야 한다 3) 입자를 연속적으로 균일하게 공급하여야하며 신호분석기 조작에 익숙하여 도플러신호의 질을 최적화하여야 한다.

• Journal of ILASS-Korea
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• v.11 no.1
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• pp.39-47
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• 2006

In-cylinder flows in a motored 3.5L four-valve SI engine were investigated quantitatively using three-component LDV system, to determine how engine configuration affects the flow field. The purpose of this work was to develop quantitative methods which correlate in-cylinder flows to engine performance. For this study, two distinct intake/piston arrangements were used to examine the flow characteristics. Quantification of the flow field was done by calculating two major parameters which are believed to characterize adequately in-cylinder motion. These quantities were turbulent kinetic energy(TKE) and tumble ratio in each plane at each crank angle. The results showed that in-cylinder flow pattern is dominated by the intake effects and two counter rotating vortices, developed during the intake stroke, produced relatively low tumble ratio. Therefore, the applicability of these quantities should be carefully considered when evaluating characteristics resulting from the complex in-cylinder flow motions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.2160-2170
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• 1991

Three-dimensional turbulent structures in the near field of elliptic jet were experimentally investigated by using a three-color, three-component Laser Doppler Velocimeter. The Reynolds number based on the nozzle exit velocity and nozzle equivalent diameter(De) was about 4*10$^{4}$. The turbulent characteristics of a sharp-edged elliptic nozzle with aspect ratio of 2 were analyzed along major and minor axis at X/De=2,3,5,7 and along the centerline up to X/De=14. Quantities measured at each point with the 3-D LDV system were three orthogonal velocity components, turbulent intensity, skewness, flatness, and Reynolds shear stress. The nondimensional mean velocities coincided well with the Schlichting's empirical curve with going downstream. Elliptic jet of AR=2 had two switching points at about X/De=2 and 16. The turbulent intensity along the minor axis was distributed widely than that along the major axis. In the near field, X/De<5, the Reynolds shear stresses of the inner part of the elliptic jet had negative value, which indicated the enhancement of entrainment toward the inner part.

• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.4
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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.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.28 no.2
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• pp.146-158
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• 1991

The flow around a two-dimensional foil section Is measured by a LDV(Laser Doppler Velocimetry) system which is capable of measuring the datailed flow field without interfering the original flow field. A 2-color 3-beam LDV system, which is capable of mea,;tiring 2 velocity components simultaneously and uses 2W Ar-Ion laser source, is used to measure the flow field around an NACA0012 foil section. The measured flow velocities are analysed iii order to study the boundary layer characteristics, flow separation and the detail structure of the flow near the trailing edge of the foil. The boundary layer characteristics are compared with the results by the head's momentum integral method. For the case of small angle of attack at relatively higher Reynolds number, both results show good agreements. The measured data of the velocity field around an NACA0012 foil section would be valuable data to validate the CFD(Computational Fluid Dynamic) calculation results. The developed experimental technique to evaluate the characteristics of two-dimensional foil sections is essential tool to develope new blade sections which have good lift characteristics and better cavitation performances.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1156-1162
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• 1992

The effect of aspect ratio on the flow characteristics of elliptic jets was experimentally investigated. The flow characteristics of sharp-edged elliptic nozzles with aspect ratio of 1 (round nozzle), 2 and 4 were measured by using a 3-D LDV system along the major and minor axis at X/De = 2, 3, 5, 7 and along the centerline up to X/De = 14. At each measurement point mean velocites, turbulent intensities, skewness of three orthogonal velocity components, and Reynolds shear stress were obtained. The Reynolds number based on the nozzle exit velocity and nozzle equivalent diameter(De) was about 4 * 10$^{4}$. Difference in the spreading rate along the major and minor axis was remarkable. The jet half width along the major axis decreased at first and then increased again with going downstream. But the jet width along the minor axis increased steadly. The elliptic jet of AR = 2 had two switching points within the measurement range, while that of AR = 4 had only one. (AAA) : The elliptic jet of AR = 2 showed larger velocity decay rate than that of AR = 1 and AR = 4. The effect of aspect ratio on the flow characteristics of elliptic jets was dominant in the near jet regions of X/De < 7, and the skewness and Reynolds shear stress had quite different distribution depending on the aspect ratio of the elliptic nozzle.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.55-55
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• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.3
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• pp.210-217
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• 2011

Evolution of tip vortex generated by a model rotor blade which has a symmetric blade section has been investigated by use of the laser doppler anemometry. Swirl and axial velocity components of tip vortex were measured by the phase averaging technique within one revolution of a rotor blade. It was found that tip vortex becomes matured until 27 degrees and diffuses afterwards with diffusing rate becoming slower compared to the case of the asymmetric blade section, but the tip loss was expected to become more substantial. Swirl velocity components were well fit to n=2 model of Vatistas within measured wake ages, showing the self-similarity exists for the swirl velocity components. The axial components were followed with Gaussian profiles, but had much higher peak values than those of the symmetric blade section.