• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.834-841
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• 2004

Experimental study on the three-dimensional topology of hairpin packet structures in turbulent boundary layers were carried out. Two different Reynolds number based on momentum thickness, Re$\sub$$\theta$/=514 and 934 were generated in a blowing type wind tunnel under the condition of zero pressure gradient. Simultaneous measurements of velocity fields at a wall-normal plane and wall-parallel plane by a plane PIV and a Stereo-PIV systems. The two Nd:Yag laser systems and three CCD cameras were synchronized to obtain instantaneous velocity fields at the same time. To avoid optical noise at the crossing line by the two laser light sheets, a new optical arrangement using polarization was applied. The obtained velocity fields show the existence of hairpin packet structure vividly and the idealized hairpin vortex signature is confirmed by experiment. Two counter-rotating vortex pair which reflects the cutting plane of hairpin legs are found both side of a strong streaky structure when the wall-normal plane cuts the hairpin head.

• 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.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권5호
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• pp.487-497
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• 2000

Spring time is a favorable season to be easily observed the Yellow Sand phenomenon in East Asia. In particular most of the phenomenon tend to occur in April. However, Yellow Sand phenomenon was observed from almost the whole country of Korea in winter of 1966, 1977 and 1999. The features of the synoptic weather pattern in the source regions, air stream flow between the source region and Korea, the measurement of TSP concentration, aerosol size distribution, and chemical composition of snow samples associated with Yellow Sand phenomenon were investigated. The result showed the characteristic evolutionary feature of the synoptic system associated with Yellow Sand phenomena, that is, a strong low level wind mobilized the dust within 2 or 3 days before Yellow Sand phenomenon being observed in Seoul. The wind was remarkably intensified in the source region on January 24, 1999 under the strong pressure gradient, A trajectory analysis showed that the Yellow Sand particle could be reached to Korea within 2 days from the source region, Gobi desert, through Loess plateau and Loess deposition region. The TSP concentration at the top of Kwanak mountain during the Yellow Sand phenomenon is abruptly increasing than the monthly mean concentration. The size resolved number concentration of aerosols ranging from 0.3 to 25${\mu}{\textrm}{m}$ was analyzed during Yellow Sand episode. It was evident that aerosols were distinguished by particles in the range of 2-3 ${\mu}{\textrm}{m}$ to result in the abrupt increase in January 1999, After Yellow Sand phenomenon, there was heavy snow in Seoul. By the analysis of snow collected during that time, it was observed that both the Ca(sup)2+ concentration and pH were increased abnormally compared to those in the other winter season.

• Wind and Structures
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• 제26권5호
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• pp.331-341
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• 2018

A numerical study on the flow over a square cylinder in the vicinity of a wall is conducted for different Couette-Poiseuille-based non-uniform flow with the non-dimensional pressure gradient P varying from 0 to 5. The non-dimensional gap ratio L (=$H^{\ast}/a^{\ast}$) is changed from 0.1 to 2, where $H^{\ast}$ is gap height between the cylinder and wall, and $a^{\ast}$ is the cylinder width. The governing equations are solved numerically through finite volume method based on SIMPLE algorithm on a staggered grid system. Both P and L have a substantial influence on the flow structure, time-mean drag coefficient ${\bar{C}}_D$, fluctuating (rms) lift coefficient ($C_L{^{\prime}}$), and Strouhal number St. The changes in P and L leads to four distinct flow regimes (I, II, III and IV). Following the flow structure change, the ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$, and St all vary greatly with the change in L and/or P. The ${\bar{C}}_D$ and $C_L{^{\prime}}$ both grow with increasing P and/or L. The St increases with P for a given L, being less sensitive to L for a smaller P (< 2) and more sensitive to L for a larger P (> 2). A strong relationship is observed between the flow regimes and the values of ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$ and St. An increase in P affects the pressure distribution more on the top surface than on bottom surface while an increase in L does the opposite.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.62-68
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• 2009

하이브리드 로켓 연소에서 발생하는 산화제 난류 유동과 연료의 기화로 인한 분출유동 사이의 상호 간섭은 매우 복잡하고 특별한 유동 간섭을 일으킨다. 이를 연구하기 위하여 연소반응을 제외하고, 산화제의 난류 유동과 연료 벽면에서의 분출 유동을 모사한 채널 유동에 대한 LES 해석을 수행하였다. 고체추진 로켓의 연소 과정에서 관찰되는 현상과 매우 흡사하게 벽면 근처에서 특정주파수로 진동하는 유동 현상이 존재한다는 것을 확인하였고, 산화제와 분출 유동의 간섭에 기인한 유동의 진동현상은 벽면 근처의 매우 얇은 영역에서만 존재하였다. 큰 길이 스케일의 유동현상을 보여주는 압력 섭동장으로부터 채널 내 주유동이 특정 주파수 특성을 갖고 하류로 진행해 가는데, 이는 산화제 유동이 분출유동과 상호작용을 하면서 발생된 전단유동의 특성을 나타낸 것이다. 그러나 하이브리드 로켓 연소실 유동의 진동 특성은 고체 추진 로켓에서 관찰되는 유동 특성과는 달리, 진동의 강도가 벽면에서 온도 구배를 변화시켜 열전달의 향상을 발생시키기에는 충분하지 못한 것으로 보인다. 그러나 벽면 근처에서 특정 주파수 특성을 갖는 유동현상이 존재한다는 사실은 비슷한 크기의 주파수를 갖는 음향 가진과 같은 외부교란이 작용한다면 공진으로 발전할 수 있는 가능성을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권5호
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• pp.1689-1699
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• 1996

A study on the transitional boundary layer with arbitrary pressure gradient under various upstream conditions is very important for engineering applications like the performance predictions of the turbomachineries under various and strong disturbances. Experimental data on the transitional boundary layer for real cascades of the turbomachinery are rare because of difficulties in boundary layer experiments. Flow on NACA0012 airfoil is more similar to the real case than that on the flat plate with which many researches are done. The data of the transitional flow on the airfoil could be used to verify or to develop a turbulence model for numerical simulations. The experiment was performed with two cases of Reynolds number at a=0$^{0}$ and one case of Reynolds number at a=5$^{0}$ . The measured data are the transition length and the wall shear stresses. These two characteristic values are measured within 25%~90% of the airfoil chord by Computation Preston tube Method(CPM) proposed by Nitsche et al.(1983). At a=0$^{0}$ , transition occured at 70% and 55% of chord length when R $e_{c}$=6*10$^{5}$ and 8* 10$^{5}$ , respectively. It started when R {\theta}=500 regardless of R $e_{c}$, and ended when R {\theta}=750, and 850 respectively. The transition length was 15~20% of the chord length. At a=5$^{0}$ (R $e_{c}$=6*10$^{5}$ ), boundary layer on the pressure side does not undergo transition, but on the suction side transition occured at .chi.$_{c}$/c=0.16 and ended at .chi.$_{c}$/c=0.22.c//c=0.22./c=0.22.c//c=0.22.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.94-103
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• 1993

NACA0020 단면을 갖는 타원형 날개끝에서 발생되어 전개되는 Tip Vortex를 연구하기 위하여 날개표면과 후류에서의 유동특성을 조사하였다. 날개표면 유동은 Tufts법과 캐비테이션 관찰로 분석되었으며 날개표면 압력계측으로 유동가시화 결과를 보완하였다. 연구결과 강력한 스팬방향 압력구배가 Tip Vortex 생성에 결정적 영향을 줌과 아울러 날개 양쪽면에서의 유동이 공히 보오텍스의 생성에 기여함을 알 수 있었다. 한편, 자세한 Tip Vortex의 구조를 보기위하여 캐비테이션 관찰, Laser Sheet 기법에 의한 보오텍스 단면가시화 및 유속계측이 실시되었는데 보오텍스의 형상과 강도는 날개의 받음각에 지배되어 나타났다. 날개끝 유동의 전반적인 특성은 비점성유동 가정하에서 사용되는 보오텍스 모델링을 보완할 목적으로 분석되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.26-33
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• 2016

추진기관의 주요 연료로 사용되는 액체 탄화수소 연료의 초임계 천이특성을 분석하기 위해서 Methylcyclohexane (MCH)의 상변화 가시화 및 MCH와 Decane의 포화곡선 측정실험을 수행하였다. 압력 정체구간은 임계점 부근에서 급격한 비열의 상승으로 존재하며, 정체구간이 종료되는 시점부터 임계점까지 임계단백광이 관측되었다. 또한, 초임계로 완전히 천이되면서 상의 경계가 사라지고 강한 밀도 구배를 관측할 수 있었다. 실험 포화온도 곡선과 수치적 데이터를 비교한 결과 단일 탄화수소계열 연료는 실험과 수치데이터가 거의 일치하는 경향을 보였으나, 혼합탄화수소계열연료의 임계점 예측에서는 다소 차이를 보였다.

• 대기
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• 제15권2호
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• pp.75-90
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• 2005

이 연구에서는 지면-대기 모수화 방안 (BATS1e)이 접합된 미국 국립기상연구센터 (NCAR)에서 개발한 지역기후모델(RegCM2)을 이용하여 지면피복의 변화가 동아시아 여름몬순에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 지면피복 변화의 영향을 분석하기 위하여 두 종류의 지면피복 자료를 이용하였다. 하나는 NCAR에서 제공하는 지면피복 자료 (CTL 실험)이고 다른 하나는 최근의 기상위성자료로부터 직접 분류한 고해상도 지면피복분류 자료(LCV 실험)이다. CTL 실험에서는 중국 중부지역과 몽고지역의 지면온도가 각각 약 $1-3^{\circ}C$ 높고 낮게 모의되었다. 또한 모의 영역 북부지역에서는 강수가 과다하게 모의된 반면 모의영역 남부 바다지역의 강수는 과소하게 모의되었다. 지면피복 변화에 의한 알베도, 거칠기 길이 및 최소기공저항계수와 같은 지면의 생물리적 요소들의 변화는 지면-대기 상호작용을 변경시켰다. 즉, 지면피복이 낙엽활엽수림에서 농지와 관계농지로 변경된 LCV 실험의 중국 중부지역에서는 잠열 속과 풍속이 현저하게 증가되었다. 그 결과 CTL 실험에서 나타났던 중국 중부지역에서의 온난편차가 LCV 실험에서는 대부분 완화되었다. 중국 중부지역에서의 강한 기온 하강은 태평양과 대륙사이의 기압 차를 약화시키고 있다. 남동에서 북서방향으로의 기압경도력이 약화됨에 따라 중국 남부와 남중국해로부터 북동쪽으로의 수증기 수송도 약화되었다. 이러한 수증기 수송의 변화는 모의 영역 북부지역에서의 과다한 강수 모의와 남중국해에서의 과소한 강수모의를 동시에 크게 완화시켰다. 그러나 지면피복의 변화는 특히 7월과 8월에 한반도와 일본 열도 지역에서의 강수를 크게 증기시키고 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.390-399
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• 2012

본 연구에서는 지속적인 담수유입이 존재하고 S자의 수로형태를 가진 경기만 석모수로에서 소조기 홍수시 13시간 동안 7개의 정선에서 단면유속 및 염분을 관측하였다. 각 단면의 최강 창조와 낙조시의 유속 크기와 방향을 파악하였고, 단면 내의 유속 분포 및 염분구조를 분석하였다. 또한 정선 별로 나타나는 횡 방향 흐름이 어떠한 운동량에 의해 지배되는지 파악하고자 횡 방향의 운동량 분석을 수행하였다. 운동량 분석에서는 석모수로의 S자 형태의 영향을 고려하기 위해서 원심력을 고려하였다. 분석 결과 소조기 홍수시 석모수로는 횡 방향 압력 경도력과 수직적 마찰력이 가장 우세하기 때문에 염분 분포와 성층에 의한 흐름이 주로 나타났다. 수로의 특성은 크게 북단과 남단으로 나누어 볼 수 있는데 상대적으로 조간대가 넓게 형성되고 담수의 영향이 큰 석모수로 북단의 4개 정선중에서 수심이 깊은 정선에서는 횡 방향 압력 경도력이 우세하지만 수직적으로 크기가 다르며, 수심이 낮은 정선에서는 수직 마찰항이 우세하였다. 이와는 달리 수심이 깊고 수로의 굴곡이 심한 석모수로 남단에서는 낙조시 지형학적 원인과 담수의 영향에 따라 이류 가속항과 원심력이 강해지게 된다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 석모수로는 위치와 수심, 수로의 굴곡 등에 따라 운동량 분포가 각기 달리 나타나며 이러한 영향으로 인해 횡 방향 흐름 특성이 발생했음을 알 수 있다.