• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권5호
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• pp.580-588
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• 2006

Two-dimensional turbulent flows past a square cylinder and cavity noise are simulated by the finite difference lattice Boltzmann method with subgrid turbulence model. The method, based on the standard Smagorinsky subgrid model and a single-time relaxation lattice Boltzmann method, incorporates the advantages of FDLBM for handling arbitrary boundaries. The results are compared with those by the experiments carried out by Noda & Nakayama and Lyn et al. Numerical results agree with the experimental ones. Besides, 2D computation of the cavity noise generated by flow over a cavity at a Mach number of 0.1 and a Reynolds number based on cavity depth of 5000 is calculated. The computation result is well presented a understanding of the physical phenomenon of tonal noise occurred primarily by well-jet shear layer and vortex shedding and an aeroacoustic feedback loop.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.712-718
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• 2016

배열회수 보일러의 전열관군은 외부에 가스터빈에서 나온 고온의 배기가스가 흐르게 된다. 이러한 유체의 흐름으로 인해 전열관군에서 시간변화에 따라 양력과 항력의 변동이 발생하는데 이에 따라 유동 유발 진동이 발생한다. 이러한 진동이 배열회수 보일러의 전열관군에서 파손을 야기할 수 있어서 열교환기의 구조적 안정성을 위해 열교환기의 전열관군에서 유동 유발 진동 특성을 규명할 필요가 있다. 일반적인 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 실험적 연구는 기존에 많이 진행되어 오고 있으며 유동 유발 진동에 대한 무차원 PSD(Power Spectral Density) 함수를 무차원 주파수인 Strouhal 수, fD/U의 함수로 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 전열관군에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 실험적 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 양력과 항력의 PSD 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 기존 연구에서 실험에 사용한 전열관군에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 전열관군에서의 양력과 항력 변화 특성을 살펴보았다. 또한 전열관군에서 양력과 항력 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 전열관군에서의 PSD 특성을 정립하였다.

• Wind and Structures
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• 제20권1호
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• pp.15-36
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• 2015

Characterization of wind flows over a complex terrain, especially mountain-gorge terrain (referred to as the very complex terrain with rolling mountains and deep narrow gorges), is an important issue for design and operation of long-span bridges constructed in this area. In both wind tunnel testing and numerical simulation, a transition section is often used to connect the wind tunnel floor or computational domain bottom and the boundary top of the terrain model in order to generate a smooth flow transition over the edge of the terrain model. Although the transition section plays an important role in simulation of wind field over complex terrain, an appropriate shape needs investigation. In this study, two principles for selecting an appropriate shape of boundary transition section were proposed, and a theoretical curve serving for the mountain-gorge terrain model was derived based on potential flow theory around a circular cylinder. Then a two-dimensional (2-D) simulation was used to compare the flow transition performance between the proposed curved transition section and the traditional ramp transition section in a wind tunnel. Furthermore, the wind velocity field induced by the curved transition section with an equivalent slope of $30^{\circ}$ was investigated in detail, and a parameter called the 'velocity stability factor' was defined; an analytical model for predicting the velocity stability factor was also proposed. The results show that the proposed curved transition section has a better flow transition performance compared with the traditional ramp transition section. The proposed analytical model can also adequately predict the velocity stability factor of the wind field.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.262-270
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• 1987

본 논문에서는 Eulerian 좌표축에서 온도 경계층과 혼합된 비정상 경계층 유 동을 효과적으로 다룰 수 있는 좌표변환 방법과 수치해석 방법을 도입하였다. 이전 의 수치적 방법들은 축차적이며, 뒷정체점 부근의 경계층 두께가 시간과 더불어 지수 적으로 증가하므로, 격자점의 수를 경계층 두께의 증가에 따라 상당히 늘려 주어야 된 다. 그러나 여기에서는, 격자점의 수를 무리하게 늘릴 필요가 없으며 일반적인 비선 형 차분방정식을 정확도를 떨어뜨리지 않고 선형화시킴으로써 비축차적인 수치해들이 허용된다. 이런 선형화 방법은 Beam & Warming에 의해 최초로 압축성 Navier-Stokes 방정식에 사용되었고, Orlandi & Ferziger, Kim & Chang에 의해 경계층 유동에 확장되 었다.또한 뒷정체점 부근에서 경계층 두께의 증가로 인한, 격자점 증가의 필요를 피하기 위하여, 몇 가지 서로 다른 종류의 변환변수들을 시간과 공간에 따라 선별적으 로 사용하여 수치적인 경계층 두께가 거의 일정하도록 만들었다. 이와 같은 변환변 수들은 또한 쌍-포물선형인 현 지배방정식의 초기조건들을 쉽게 구할 수 있도록 허용 해 준다.

• 소음진동
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• 제5권3호
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• pp.303-311
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• 1995

Tests on flow-induced vibration of inclined cylinders in uniform flow were performed in the cavitation tunnel at the Korea Instituteof Machinery and Metals. The test program was intended to investigate flow-induced vibration characteristic of the cylinders with three different inclined angles of 10$^\circ$, 20$^\circ$ and 30$^\circ$ and to estimate the fluid force coefficients acting on the cylinders. Important observations are as follows: 1) Numal drag is dominant compared with viscous drag for the inclined angle over 20.deg. and it has the value from 1.7 to 2.0 as was observed by other researchers. 2) Lift force coefficient has large value at the lock-in range determined by 4$\Theta/f_nD$<8. Measured maximum lift force coefficients at the inclined angle of 30.$^\circ$ and 20$^\circ$ were 0.9 and 0.4 respectively.

• 한국전산유체공학회지
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• 제1권1호
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• pp.47-54
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• 1996

비유선형 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 재부착, 주기적 와열의 생성등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 이와 같은 유동의 2-방정식 난류모델을 이용한 정확한 예측은 일반적으로 불가능 하다고 인식되어 왔으나, 본 연구에서는 기존의 비교적 단순한 난류모델을 활용한 정사각주 주위의 비정상 난류유동의 예측 가능성을 체계적으로 규명하였다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석의 결과에 미치는 영향을 살펴 보았다. 기존의 표준 κ-ε모델은 정체점 주위에서 난류생성항의 과도한 예측으로 말미암아 재부착 및 와열생성의 정확한 예측이 불가능 하였으나, RNG κ-ε 모델을 사용한 경우 이와 같은 현상을 제거 할 수 있었다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분, 격자의 크기 및 대류항 처리법 등에 영향을 받았으며, 특별히 대류항 처리법에 따라 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.2463-2476
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• 1994

Local mean fluctuating velocity components were measured in the separating and reattaching axisymmetrc region of turbulent boundary layer over the wall of convex cylinders placed in a water tunnel by using 2-color 4-beam fiber optics laser Doppler velocimetry. Measurements were made with three different diameters of cylinders with four different diameters of cylinders with four different diameter of the obstructions. The range of Reynolds number based on step height was between 5,000 to 25,200. The study demonstrates that the reattachment length decreases with decreasing cylinder radius and is always shorter than that for the two-dimensional backward-facing step flow at the condition of the same step height. It was also observed that the turbulent kinetic energy in the recirculating region increases with an increases in the radius of convex curvature. The measured velocity field suggests that the transverse curvature can effect definitely the formation of corner eddy.

• 태양에너지
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• 제7권2호
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• pp.86-97
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• 1987

Natural convection in the annulus between a horizontal conducting tube and a cylinder with spacers has been studied by 2-dimensional numerical method with finite difference techniques. The effects of Rayleigh number, conductivities of conducting tube and spacer, and position of spacers were studied analytically. In case of vertical spacers, the maximum local Nusselt number appears at ${\theta}{\approx}50^{\circ}$ in a conducting tube and ${\theta}{\approx}30^{\circ}$ in an outer cylinder, The local Nusselt numbers show positive values on the lower spacer, but negative values on the surface of the upper spacer. In case of horizontal spacers, the flow over the spacer is more active than that of under the spacer as the Rayleigh number increases. The maximum local Nusselt appeares at ${\theta}=180^{\circ}$ in a conducting tube and at ${\theta}=0^{\circ}$ in an outer cylinder. The local Nusselt numbers show positive values on the upward surface, but negative values on the downward surface of spacer. As the dimensionless conductivity increases, the mean Nusselt number remarkably increases at $K_w/K_f<48$ and show almost even at $K_w/K_f{\ge}48$. The mean Nusselt number of a conducting tube with vertical spacers is 5.12 percent less and with horizontal spacers is 11.33 percent less than that of a conducting tube without spacer at $Ra=10^4$, Pr = 0.7 and $K_w/K_f=48$.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.334-338
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• 2001

In order to investigate the effects of various injection hole shapes on the film cooling of turbine blade, three test models having cylindrical and shaped holes were used. A three-dimensional Navier-Stokes code with standard k-$\epsilon$ model was used to compute the film cooling coefficient on the film cooled turbine blade. Over 330,000 grids were used to compute the flow over the blade. Mainstream Reynolds number based on the cylinder diameter was $7.1{\times}10^4$. The turbulence intensity kept at $5.0\%$ for all inlets. The effect of coolant blowing ratio was studied for various blowing ratios. For each blowing ratios, wall temperatures around the surface of test model were calculated. Temperature was visualized using cartesian cut-cell method to obtain traces of the injected secondary air on the test surface, so we could interpret the film effectiveness as temperature distributions.

• 한국추진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.87-94
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• 2006

모델 표면의 임의 영역에서 나타나는 이차원 전단응력의 분포를 측정하는 실험적 연구가 수행되었다. 오일막 위에 형성된 간섭영상을 이용한 이 측정법은 시험부 표면에 있는 오일막의 국소 기울기의 분포로부터 오일 윤활이론을 적용하여 전단응력의 분포를 얻어낼 수 있다. 평판 위에 수직으로 설치된 원형 실린더 전방의 박리영역에 이 측정법을 적용되어 전단응력의 이차원 분포가 측정되었다. 실험에서 관찰된 전단응력 분포는 유사한 유동조건에서 얻어진 과거 실험 및 수치결과와 비교분석 되었으며, 연구에서 전단응력 분포가 다른 연구결과들과 서로 잘 일치하고 있음이 관찰되어 이 측정법의 응용성이 검증되었다.