• 제목/요약/키워드: Downwash effect

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Verification of Speed-up Mechanism of Pedestrian-level Winds Around Square Buildings by CFD

  • Hideyuki Tanaka;Qiang Lin;Yasuhiko Azegami;Yukio Tamura
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.301-314
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    • 2022
  • Various studies have been conducted on pedestrian-level wind environments around buildings. With regard to the speed-up mechanism of pedestrian-level winds, there are references to downwash effect due to the vertical pressure gradient of boundary layer flow and venturi effect due to flow blocking by the building. Two factors contribute to increase or decrease of downwash effect: change in twodimensional / three-dimensional air flow pattern (Type 1) and change in downwash wind speed due to building size that does not accompany change in airflow pattern (Type 2). Previous studies have shown that downwash effect has a greater influence in increasing or decreasing the area of strong wind than venturi effect. However, these considerations are derived from the horizontal mean wind speed distribution at pedestrian level and are not the result of three-dimensional flow field around the building. Therefore, in this study, Computational Fluid Dynamics using Large Eddy Simulation were performed to verify the downwash phenomena that contributes to increase in wind speed at pedestrian level.

로터 후류와 외풍에 따른 무유도 로켓 궤적 변화 해석 (Unguided Rocket Trajectory Analysis under Rotor Wake and External Wind)

  • 김형석;채상현;이관중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.41-51
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    • 2018
  • 무장 헬리콥터에서 발사되는 무유도 로켓은 로터 블레이드에 의한 내리흐름과 전후좌우 기동으로 인한 외풍에 의해 전체 궤적 및 사거리가 변화하므로, 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적을 예측하는 것이 중요하다. 내리흐름 효과를 고려한 무유도 로켓의 궤적 및 사거리를 예측하기 위해, 본 연구에서 여러 외풍 조건에 따른 후류 영역을 Actuator Disk Model(ADM)로 계산하고 6 자유도 (6 DOF) 운동 해석으로 무유도 로켓의 자세 및 전체 비행 궤적을 예측할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 알고리즘은 ADM 해석 결과를 6 자유도에 반영하여 다양한 초기 발사조건에서 무유도 로켓의 전체 궤적을 예측할 수 있고, 기존 Inflow model을 이용한 내리흐름 해석과는 다르게 동체와의 간섭효과를 고려하여 비교적 정확한 내리흐름 및 다양한 외풍 환경 조건으로 궤적을 예측 할 수 있다. 개발된 알고리즘을 이용하여, 내리흐름 효과에 의한 무유도 로켓의 자세 및 궤적 변화 메커니즘을 유효 받음각 변화와 기수 자세 안정성으로 규명하였다. 그리고 외풍으로 인해 변화하는 내리흐름 효과를 고려하여 무유도 로켓의 궤적변화와 사거리를 계산한 결과, 후방 외풍 시 최대 13% 사거리 증가를 보였다. 사거리 증가의 주요 요인으로 내리흐름 영역과 강도, 부차적 요인으로 외풍과 동체와의 간섭효과, 동압의 크기인 것을 밝혔다. 또한 사거리 변화량이 가장 큰 후방 외풍에서, 후방 외풍의 풍속이 증가함에 따라 로켓의 사거리가 증가하였다. 하지만 특정 후방 외풍 크기 이상에서 더 이상 로켓 사거리가 증가하지 않는 한계를 보였다.

헬리콥터로부터 발사된 로켓의 공력 간섭 현상에 대한 수치적 연구 (NUMERICAL INVESTIGATION OF AERODYNAMIC INTERACTION OF AIR-LAUNCHED ROCKETS FROM A HELICOPTER)

  • 이범석;김유진;강경태;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.36-41
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    • 2011
  • Numerical simulation of air-launched rockets from a helicopter was conducted to investigate the aerodynamic interference between air-launched rocket and helicopter. For this purpose, a three-dimensional inviscid flow solver has been developed based on unstructured meshes. An overset mesh technique was used to describe the relative motion between rocket and rocket launcher. The flow solver was coupled with six degree-of-freedom equation to predict the trajectory of free-flight rockets. For the validation, calculations were made for the impinging jet with inclined plate. The rotor downwash of helicopter was calculated and applied to simulation of air-launched rocket. It is shown that the rotor downwash has non-negligible effect on the air-launched rocket and its plume development.

전산유체모델에 의한 Building downwash 현상 해석 (The analysis of building downwash effect on the dispersion by a computational fluid dynamic model)

  • 최상민;이진호;윤희영;구윤서
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.391-392
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    • 2000
  • 국내 지형이 복잡하고, 대단위 배출시설들이 대도시 주변에 많이 위치하고 있기 때문에 굴뚝에서 배출된 오염물질이 주변에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 굴뚝 주변에 위치한 건물에 의해서 발생하는 세류현상에 대한 세밀한 해석이 요구된다. 현재 국내에서 환경영향평가에서 건물세류현상을 평가하기 위해서 주로 미국 환경보호청에서 제공하고 있는 ISC3모델을 사용하고 있다(US EPA, 1995). (중략)

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Investigation of the Downwash Induced by Rotary Wings in Ground Effect

  • Tanabe, Yasutada;Saito, Shigeru;Ooyama, Naoko;Hiraoka, Katsumi
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제10권1호
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    • pp.20-29
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    • 2009
  • There are concerns about the influence of the gust wind caused by helicopters affecting the moving vehicles while hovering over the road during rescue activities. For the understanding of such complicated flow. numerical simulation of a rotor hovering above the ground has been carried out, changing the rotor/ground clearances. The rotor thrust is kept constant. and the rotor control is determined by trim adjustments incorporated into the CFD algorithm. Collective pitch angle and the required power decreases with the rotor/ground clearance which agrees with experience. Changes of the flowfield near the rotor with regard to the rotor height are investigated based on the calculated results.

꼬리날개 조종 유도무기의 주날개-꼬리날개 간섭 현상 (A wing-tail interference for a tail-controlled missile)

  • 김덕현;이대연;강동기;이형진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권10호
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    • pp.817-824
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    • 2017
  • 꼬리날개 조종 유도무기의 주날개-꼬리날개 간섭 현상에 대한 연구를 수행하였다. 풍동시험 데이터를 이용하여 주날개-꼬리날개 간섭 정도를 산출하였으며 날개간의 간섭 현상이 전체 공력에 미치는 영향을 분석하였다. 성분 시험 결과를 이용하여 downwash angle을 산출하였으며 날개간의 간섭 영향을 받음각에 대한 비율로 나타내었다. 날개간의 간섭현상 발생 시 유동 특성을 살펴보기 위해 수치해석을 실시하였으며 받음각에 대한 vorticity 특성을 비교하였다. 실험적, 수치적 연구를 통해 주날개-꼬리날개 간섭현상이 유도무기의 정안정성에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

반대방향의 방향각을 갖는 2열 분사구조의 막냉각 특성(I) -배열의 영향- (Film Cooling from Two Rows of Holes with Opposite Orientation Angles(I) -Configuration Effect-)

  • 안준;정인성;이준식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권8호
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    • pp.1122-1130
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    • 2001
  • Film cooling performance from two rows of holes with opposite orientation angles is evaluated in terms of heat flux ratio. The film cooling hole has a fixed inclination angle of 35°and orientation angle of 45°for the downstream row and -45°for the upstream row. Four film cooling hole arrangements including inline and staggered configurations are investigated. The blowing ratio studied was 1.0. Boundary layer temperature distributions are measured to investigate injectant behaviors and mixing characteristics. Detailed distributions of the adiabatic film cooling effectiveness and the heat transfer coefficient are measured using TLC(Thermochromic Liquid Crystal). For the inline configuration, there forms a downwash flow at the downstream hole exit to make the injectant well attach to the wall, which gives high adiabatic film cooling effectiveness and heat transfer coefficient. The evaluation of heat flux ratio shows that the inline configuration gives better film cooling performance with the help of the downwash flow at the downstream hole exits.

CFD를 이용한 헬리콥터의 배기재순환 예측 (Prediction of Hot Gas Re-Ingestion of Helicopter by Numerical Method)

  • 신훈범;유진복
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.350-355
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    • 2011
  • The hot gas reingestion phenomenon of helicopter brings about the reduction of engine power available around in-ground. The phenomenon will vary for the conditions of ambient conditions and engine exhaust gas, the flow field associated with the downwash effect of main rotor. To verify the amount of hot gas reingestion to intake, Tests(Wind tunnel test, Flight test) or CFD could be available. At this study, the reingestion around in-ground would be predicted by numerical analysis(CFD).

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ISCST3-PRIME모델을 이용한 건물 세류현상 해석 (The Analysis of Building Downwash Effect using ISCST3-PRIME Model)

  • 조진식;구윤서;최상민;정은동
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.395-396
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    • 2002
  • 국내 지형이 복잡하고, 대단위 배출시설들이 대도시 주변에 많이 위치하고 있기 때문에 굴뚝에서 배출된 오염물질이 주변에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 굴뚝 주변의 건물 세류현상에 대해 세밀한 해석이 요구된다. 현재 국내 환경영향평가에서 건물세류현상을 평가하기 위해서 주로 미국 환경보호청에서 제공하고 있는 ISC3모델을 사용하고 있다(US EPA, 1995). 그러나 이 모델에서는 건물과 굴뚝간의 거리에 따른 연기확산의 차이가 발생하는 것을 고려할 수 없고, 또한 건물 주위에 형성되는 와류(wake)에 의해서 배출된 연기의 중심축이 기울어지는 것 등을 고려 할 수 없다. (중략)

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복잡한 지형내 오염물질의 대기확산 풍동실험 I I. 산지지형 실험의 Gaussian 모델링 (Wind Tunnel Experiments for Studying Atmospheric Dispersion in the Complex Terrain II. Gaussian Modeling of Experiments in a Moutainous Area)

  • 김영성;경남호
    • 한국대기환경학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.145-152
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    • 1995
  • Predictability of a Gaussian model, ISCST2 was assessed by scaling up wind tunnel experiments with a 1/3,000 terrain model to the real scale. Concentration profiles obtained from the flat-terrain experiment in the neutral condition were estimated to be in agreement with the calculated ones from ISCST2 in the stability class A, but the difference between the two was still large. Concentration profiles from the mountainous-terrain experiments were better fitted to the calculated ones primarily because in the experiment, concentration behind the source was raised due to the effect of a hill in the upstream side. Model prediction was improved with including the downwash effect of buildings and the hill, but overall concentration profiles were not much different from a typical Gaussian profile. While concentration profiles in the experiments were changed with local flows by varying the wind direction and the topography, those from the Gaussian modeling were mot freely changed together with these variations.

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