• 제목/요약/키워드: Karman vortex

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수력댐 비상방류밸브의 선정조건에 관한 연구 (The Study of the Decision Criteria for the Urgency Released Valve in Hydraulic Dam)

  • 노형운;이갑수;박영무;김범석;이영호
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.613-616
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    • 2005
  • In general, the hollow jet valve, the fixed cone valve had been used for the urgency released or maintenance of the flow rate. Nowadays, the butterfly valve, the gate valve are applied in economic performance and operation maintenance more than the hollow jet valve, the fixed cone valve. However, in the case of butterfly valve, it should be required the strict application standard to the cavitation coefficient because the structural axis and disk were situated in pipe channel and the occurring the shock problem by Karman Vortex. And, the judgment data for choice were slight lowdown in water supply and drainage facilities standard or Japanese penstock technology standard, various standard of KOWACO etc. Therefore. there were investigated the valve inside phenomenon (cavitation, disk chattering, vibration) by velocity of flow and the stability examination of body by high velocity of flow through flow scale model test using the numerical analysis and PIV to establish the applicable extensibility of the butterfly valve for the urgency released valve.

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원형 실린더를 지나는 난류 유동장의 직접수치해석과 큰 에디모사를 위한 스케일 간 상호작용 연구 (DNS and Analysis on the Interscale Interactions of the Turbulent Flow past a Circular Cylinder for Large Eddy Simulation)

  • 김택근;박노마;유정열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1801-1806
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    • 2004
  • Stochastic nature of subgrid-scale stress causes the predictability problem in large eddy simulation (LES) by which the LES solution field decorrelates with field from filtered directnumerical simulation (DNS). In order to evaluate the predictability limit in a priori sense, the information on the interplay between resolved scale and subgrid-scale (SGS) is required. In this study, the analysis on the inter-scale interaction is performed by applying tophat and cutoff filters to DNS database of flow over a circular cylinder at Reynolds number of 3900. The effect of filter shape is investigated on the interpretation of correlation between scales. A critique is given on the use of tophat filter for SGS analysis using DNS database. It is shown that correlations between Karman vortex and SGS kinetic energy drastically decrease when the cutoff filter is used, which implies that the small scale universality holds even in the presence of the large scale coherent structure.

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2차원 원주로부터 발생하는 Aeolian tone의 수치계산 (Numerical Simulation of the Aeolian Tone Generated from Two-dimensional Circular Cylinder)

  • 강호근;노기덕;손영태
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.234-239
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    • 2002
  • Acoustic sounds generated by a uniform flow around a two-dimensional circular cylinder at Re=200 are simulated using finite difference lattice Boltzmann method. A third-order-accurate up-wind scheme is used for spartial derivatives, and a second-order-accurate Runge-Kutta scheme is used for time marching. The results show that in capturing very small acoustic pressure fluctuation with same frequency of Karman vortex street compared with the pressure fluctuation around a circular cylinder. The propagation velocity of acoustic sound is presented that acoustic which approaches tire upstream due to Doppler effect in the uniform flow slowly propagates, while that for the downstream quickly propagates. It is also apparent that the size of sound pressure is proportional for central distance $r^{-1/2}$ of the cylinder.

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저속익형의 공기역학적 성능예측의 한 방법 (A method for predicting the aerodynamic performance of low-speed airfoils)

  • 유능수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권2호
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    • pp.240-252
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    • 1998
  • The purpose of this study is to develop a method for predicting the aerodynamic performance of the low speed airfoils in the 2-dimensional, steady and viscous flow. For this study, the airfoil geometry is specified by adopting the longest chord line system and by considering local surface curvature. In case of the inviscid incompressible flow, the analysis is accomplished by the linearly varying strength vortex panel method and the Karman-Tsien correction law is applied for the inviscid compressible flow analysis. The Goradia integral method is adopted for the boundary layer analysis of the laminar and turbulent flows. Viscous and inviscid solutions are converged by the Lockheed iterative calculating method using the equivalent airfoil geometry. The analysis of the separated flow is performed using the Dvorak and Maskew's method as the basic method. The wake effect is also considered by expressing its geometry using the formula of Summey and Smith when no separation occurs. The computational efficiency is verified by comparing the computational results with experimental data and by the shorter execution time.

하이브리드 로켓 후연소실 전단유동과 연소반응의 상호 간섭 (Flame Interaction with Shear Layer Flow in the Post Chamber of Hybrid Rocket)

  • 문영주;이창진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.585-592
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    • 2016
  • 하이브리드 로켓의 연소실험에서 관찰된 500 Hz 대역의 연소압력과 연소반응 변동이 안정한 연소에서 발생하는 원인과 LFI로 발전하는 과정을 분석하기 위하여 $CH^*$ 화학발광 이미지와 PMT(photomultiplier tube)에 의한 광자방출 측정으로 연소반응 변화를 가시화하였다. 안정한 연소에서는 500 Hz 대역의 연소압력과 연소반응 변동의 위상차이가 180 도 정도를 이루며 전단층 유동을 따라서 정상적인 연소가 발생하였다. 그러나 불안정 연소가 발생하면, 500 Hz 주파수의 두 변동의 위상차는 60~70 도로 양의 관계(positive coupling)를 이루며 상하 대칭의 와류 발생과 국부적 소염이 나타나는 주기적 변화를 반복한다. 또한 천이구간에서는 매우 불규칙적인 와류와 상하 대칭의 전단층 유동 형상이 번갈아 관찰되고 있다. 이것은 연소의 영향으로 와류가 발생하는 것으로 보염기 후류에서 발생한 BVK 유동불안정과 유사한 특성을 보여준다, 따라서 하이브리드 로켓 연소의 저주파수 연소불안정은 500 Hz 대역의 연소반응 변동에 의한 와류의 발생과 이로 인한 국부적인 소염이 점진적으로 발전하여 완전한 주기적 소염으로 이어졌고, 20 Hz의 연소불안정으로 발전하는 것으로 판단하였다.

Spanwise coherent structure of wind turbulence and induced pressure on rectangular cylinders

  • Le, Thai-Hoa;Matsumoto, Masaru;Shirato, Hiromichi
    • Wind and Structures
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    • 제12권5호
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    • pp.441-455
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    • 2009
  • Studying the spatial distribution in coherent fields such as turbulence and turbulence-induced force is important to model and evaluate turbulence-induced forces and response of structures in the turbulent flows. Turbulence field-based coherence function is commonly used for the spatial distribution characteristic of the turbulence-induced forces in the frequency domain so far. This paper will focus to study spectral coherent structure of the turbulence and induced forces in not only the frequency domain using conventional Fourier transform-based coherence, but also temporo-spectral coherence one in the time-frequency plane thanks to wavelet transform-based coherence for better understanding of the turbulence and force coherences and their spatial distributions. Effects of spanwise separations, bluff body flow, flow conditions and Karman vortex on coherent structures of the turbulence and induced pressure, comparison between turbulence and pressure coherences as well as intermittency of the coherent structure in the time-frequency plane will be investigated here. Some new findings are that not only the force coherence is higher than the turbulence coherence, the coherences of turbulence and forces depend on the spanwise separation as previous studies, but also the coherent structures of turbulence and forces relate to the ongoing turbulence flow and bluff body flow, moreover, intermittency in the time domain and low spectral band is considered as the nature of the coherent structure. Simultaneous measurements of the surface pressure and turbulence have been carried out on some typical rectangular cylinders with slenderness ratios B/D=1 (without and with splitter plate) and B/D=5 under the artificial turbulent flows in the wind tunnel.

벽면에 근처에 놓인 정방형주의 수평 분리판에 의한 유동 제어 (The Flow Control by a Horizontal Splitter Plate for a Square Prism near a Wall)

  • 노기덕;이상준;이경윤;장재동;정용길
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권5호
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    • pp.625-631
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    • 2011
  • 본 연구는 벽면근처에 놓인 정방형주의 모서리에 수평 분할판을 부착하여 유체력 제어 효과를 양항력 측정실험 및 PIV에 의한 가시화 실험으로 조사한 것이다. 분할판의 폭은 정방형주 폭의 10% 로 했다. 실험변수로서는 수평 분할판의 부착 위치 및 벽면과 사각주 사이의 간격으로 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 간격비 0.4 이상에서 벽면과 정방형주 사이에 흐름이 명확했고, 후류측 칼만 와도 뚜렷이 나타났다. 원형의 정방형주는 간격비 0.4에서 수평 분할판을 가진 정방형주는 간격비 0.6에서 평균양력계수 및 Strouhal 수의 변곡점이 나타났다. 정방형주 아랫면의 뒷 모서리에 수평 분할판을 설치한 경우 항력이 감소하였으며 각 간격비 평균 4.5%의 항력 저감 효과를 얻었다. 이 경우 정방형주 윗면 박리영역의 크기는 분할판이 없는 정방형주에 비해 작았다.

초고해상도 둥지격자 수치모델을 이용한 울릉도-독도 해역 해양순환 모의 (Simulation of the Ocean Circulation Around Ulleungdo and Dokdo Using a Numerical Model of High-Resolution Nested Grid)

  • 김대혁;신홍렬;최민범;최영진;최병주;서광호;권석재;강분순
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.587-601
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    • 2020
  • 지역해양수치모델(ROMS)을 이용하여 동해 및 울릉도-독도 해역의 해양순환을 모의하였다. 동해 3 km 격자 수치모델과 HYCOM 9 km 격자 자료를 사용하여 울릉도 1 km 격자 수치모델, 울릉도-독도 300 m 격자 수치모델들을 서로 단방향 둥지격자화 기법으로 구축하였다. 그 과정에서 상위모델과는 다른 수심 자료 및 내·외삽 방법에 의해 나타날 수 있는 개방 경계자료의 왜곡에 대한 보정방법을 제시하였다. 구축한 시스템을 이용하여, 2018년 울릉도-독도 지역에서 수평해상도가 300 m인 초고해상도 해양순환 모의 결과를 산출하였다. 초고해상도 수치모델은 같은 조건임에도 불구하고 초기장 및 개방 경계자료에 따라 서로 다른 특징이 나타났다. 따라서 수치모델 결과를 인공위성 고도계 자료로 추정한 유속 자료 및 국립수산과학원의 수온 관측자료를 사용하여 비교 검증하였다. 검증결과 HYCOM 자료를 경계장으로 사용한 둥지격자기법 결과는 1 km 격자모델 보다 300 m 격자모델 결과에서 RMSE, Mean Bias, Pattern Correlation, Vector Correlation이 전반적으로 향상되었다. 그러나 동해 3 km 수치모델을 사용한 결과에서는 1 km 모델의 결과가 300 m 결과보다 우수하게 나타났다. 수온 수직단면도에서는 수평해상도가 고해상도일수록, 등온선의 골과 마루의 수직구조가 뚜렷해지는 경향이 나타났다. 또한 울릉도-독도 300 m 모델은 상위모델에서 재현되지 않았던 섬의 지형 효과에 따른 카르만 와열이 나타났다.