• Wind and Structures
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• 제26권6호
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• pp.397-413
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• 2018

Excitation mechanism of interference effect between two tall buildings is investigated with wind tunnel experiments. Synchronized building surface pressure and flow field measurements by particle image velocimetry (PIV) are conducted to explore the relationship between the disturbed wind flow field and the consequent wind load modification for twin buildings in tandem. This reveals evident excitation mechanisms for the fluctuating across-wind loads on the buildings. For small distance (X/D < 3) between two buildings, the disturbed flow pattern of impaired vortex shedding is observed and the fluctuating across-wind load on the downstream building decreases. For larger distance ($X/D{\geq}3$), strong correlation between the across-wind load of the downstream building and the oscillation of the wake of the upstream building is found. By further analysis with conditional sampling and phase-averaged techniques, the coherent flow structures in the building gap are clearly observed and the wake oscillation of the upstream building is confirmed to be the reason of the magnified across-wind force on the downstream building. For efficient PIV measurement, the experiments use a square-section high-rise building model with geometry scale smaller than the usual value. Interference factors for all three components of wind loads on the building models being surrounded by another identical building with various configurations are measured and compared with those from previous studies made at large geometry scale. The results support that for interference effect between buildings with sharp corners, the length scale effect plays a minor role provided that the minimum Reynolds number requirement is met.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권12호
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• pp.9-17
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• 2005

본 연구에서는 중앙동체 구조물이 삼각날개의 와류유동 형성에 어떤 영향을 미치는지를 규명하기 위해 Leading Edge Extension(LEX)이 부착된 삼각날개 모델에 대해 유동 가시화(flow visualization)와 Particle Image Velocimetry(PIV) 측정의 풍동실험을 수행하였다. 이 두 실험방법에 의한 정성적 연구결과에서는 비교적 작은 받음각과 옆미끄럼각의 범위 내에서 중앙동체가 삼각날개 와류유동 특성에 미치는 영향이 미미한 것으로 관측되었다. 그러나 압력분포 측정에 의한 정량적 분석을 통해서는 고 받음각 및 큰 옆미끄럼각이 존재하는 경우 와류유동에 대한 중앙동체 영향이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 LEX-삼각날개 형상에서는 중앙동체의 영향은 옆미끄럼각의 영향에 비하여 크지 않다는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.73-79
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• 2010

추진제탱크 가압용 인젝터는 액체추진기관 발사체의 가압시스템에서 추진제탱크로 유입되는 가압가스의 유속을 감소시키고 이를 적절히 분산시키기 위해 사용된다. 인젝터의 형상에 따라 추진제탱크 내부 얼리지의 온도분포가 달라지게 되는데, 이것은 가압가스 소모량과 추진제탱크 내의 열적인 현상들에 영향을 미친다. 본 논문에서는 추진제탱크 얼리지가 성층화된 온도분포를 가질 수 있도록 하는 디퓨저 형상의 인젝터에 대하여 출구 유동형태를 살펴보았다. 입자영상유속계 기법을 이용하여 제작된 인젝터 출구에서의 가압가스 유동을 가시화하였고, 이를 CFD 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 측정결과와 비교적 잘 일치하였고, 이것을 추진제탱크 얼리지 해석에 있어 입구조건으로 사용하여 얼리지의 상태를 확인하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
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• pp.159-163
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• 2005

채널 내부의 비정상 흐름을 규명하기 위하여 실제 사용 중인 판형 열교환기 모델을 대상으로 가시화 실험과 입자영상유속계(PIV)를 사용한 계측을 수행하였다. 실험은 기복을 가지고 있는 채널의 높이와 내부유동의 부분 평균속도벡터에 따른 7가지 종류의 레이놀즈수를 적용하였고, 순간속도벡터분포와 유동특성을 고찰하였다. 실험에서 삼각형상 그루브 채널은 하부 채널과 채널 흐름에 의해서 받고 있는 전단응력의 그루브 흐름과의 관계에서 복합적인 흐름의 형태로 나타났다. 삼각형상 그루브와 채널 사이의 경계인 전단혼합층은 채널에서 난류강도가 상승하는 주흐름에 영향을 미쳤다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
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• pp.153-158
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• 2005

표면에 부착된 수직벽 후방의 난류전단흐름을 입자영상유속계를 이용하여 조사하였다. 하부 틈새를 갖는 수직벽 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 영역이 형성되었으며, 약 x=3H위치에서 전단층의 재부착 및 난류경계층으로의 재발달 과정이 나타났다. 수직벽 직전의 오목한(concave) 유선곡률과 수직벽 후방의 볼록한(convex)유선곡률의 영향은 수직벽 주위에서 가장 크게 나타나고, 하류로 나아감에 따라 전단층 주위 유체의 유입 등으로 그 영향이 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.65-69
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• 2006

물제트분사장치가 부착된 NACA-0021 익 주변의 흐름을 업자영상유속계를 이용하여 고찰하였다. $R_e=6.0261\times10^4$에서 영각 (a) 을 $0^{\circ}\sim35^{\circ}$로 변화시켜가며, 물제트분사 속도를 0[m/s], 9.2[m/s] 의 2 가지로 조절한 결과 익 후류영역에서는 박리 후 비정상적인 (unsteady) 재순환 재부착 영역이 형성되었으며, 박리영역의 폭이 콴다 효과 (Coanda effect)를 갖는 물제트분사로 인하여 최대 1/3만큼 감소하는 경향을 확인하였다. 물분사가 없는 조건에서의 박리는 영각(a) $17^{\circ}\sim18^{\circ}$부근에서 시작되는 것이 관측되었으나, 물제트분사를 시켰을 경우 $20^{\circ}\sim21^{\circ}$에서 박리가 시작되는 것을 유통관측을 통해 알 수 있었다. 유통계측을 통해 익의 후연부 (trailing edge) 에서 생성되었던 와 (vortex, eddy) 가 물제트분사로 인해 소멸되는 것을 알 수 있었고, 영각이 작고 물분사 유속이 빠를 수록 박리영역의 감소가 더욱 가속화됨을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.53-58
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• 2006

연안 해안공학의 발달과 더불어 경제적이고 설치가 용이하며, 해수 정온화를 고려한 부유식소파제에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 본 연구는 와류방식에 의한 파랑제어로 쓰이는 이흘수판이 부착된 부소파제 주위에서 생성되는 박리현상, 와의 생성과 소멸, 플래핑 (flapping) 현상 등 이흘수판을 부착함으로서 생성되는 유동장에 대해 기계공학 및 유체역학 분야에서 각광을 받고 있는 입자영상유속계 (PIV, Particle Image Velocimetry: 이하 " PIV"로 표기)를 이용하여 순간속도장, 시간평균속도장, 등속도 분포 등을 구하여 이흘수판형 부소 파제 주변의 유동을 해석하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제11권4호
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• pp.251-265
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• 2006

To prevent the ozonosphere from being destroyed by Halon, it is an urgent task to find out Halon replacement. As one of the replacements water mist have showed broad applications by its advantages: little pollution to environment (not destroying the ozone layer or bring green house effect), extinguishing fire quickly, consuming a small quantity of water and having little damage to the protected objects. The methods of generating water mist strongly influence fire suppression effectiveness, which determine the cone angle, drop size distribution, flux uniformity, and momentum of the generating spray. The traditional water mist nozzle included pressure jet nozzles, impingement nozzles and twin-fluid nozzles. All of them have more or less disadvantages for fire suppression. Therefore, many research institutes and corporations are taking up with innovations in mist generation. This article provided some recent studies in State Key Laboratory of Fire Science (SKLFS) of University of Science and Technology of China. SKLFS have investigated new methods of generating water mist (i.e. effervescent atomization and ultrasonic atomization). and self developed a series of nozzles and developed advanced DPIVS (Digital Particle Image Velocimetry and Sizing) technique. Characteristics of water mist (the distribution of droplet sizes, flux density, spray dynamics and cone angle) produced by these nozzles were measured under different conditions (work pressure, nozzle geometry, etc.) using LDV/APV and DPTVS systems. A series of experiments were performed to study the fire suppression effectiveness in different fire scenario (different kindsof the fuel, fire size and ventilation conditions). The fire extinguishing mechanisms of water mist was also discussed.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제7권1호
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• pp.34-41
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• 2014

Computational fluid dynamics (CFD) and particle image velocimetry (PIV) are commonly used techniques to evaluate the flow characteristics in the development stage of blood pumps. CFD technique allows rapid change to pump parameters to optimize the pump performance without having to construct a costly prototype model. These techniques are used in the construction of a bi-ventricular assist device (BVAD) which combines the functions of LVAD and RVAD in a compact unit. The BVAD construction consists of two separate chambers with similar impellers, volutes, inlet and output sections. To achieve the required flow characteristics of an average flow rate of 5 l/min and different pressure heads (left - 100mmHg and right - 20mmHg), the impellers were set at different rotating speeds. From the CFD results, a six-blade impeller design was adopted for the development of the BVAD. It was also observed that the fluid can flow smoothly through the pump with minimum shear stress and area of stagnation which are related to haemolysis and thrombosis. Based on the compatible Reynolds number the flow through the model was calculated for the left and the right pumps. As it was not possible to have both the left and right chambers in the experimental model, the left and right pumps were tested separately.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권12호
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• pp.1835-1844
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• 2001

The turbulent flow with wake, reattachment and recirculation is a very important problem that is related to vehicle dynamics and aerodynamics. The Smagorinsky Model (SM), the Dynamics Subgrid Scale Model (DSM), and the Lagrangian Dynamic Subgrid Scale Model (LDSM) are used to predict the three-dimensional flow field around a bluff body model. The Reynolds number used is 45,000 based on the bulk velocity and the height of the bluff body. The fully developed turbulent flow, which is generated by the driver part, is used for the inlet boundary condition. The Convective boundary condition is imposed on the outlet boundary condition, and the Spalding wall function is used for the wall boundary condition. We compare the results of each model with the results of the PIV measurement. First of all, the LES predicts flow behavior better than the k-$\xi$ turbulence model. When ew compare various LES models, the DSM and the LDSM agree with the PIV experimental data better than the SM in the complex flow, with the separation and the reattachment at the upper front part of th bluff body. But in the rear part of the bluff body, the SM agrees with the PIV experimental results better than them. In this case, the SM predicts overall flow behavior better than the DSM nd the LDSM.