• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.35-40
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• 2015

열교환기의 전열관군은 전열관군 외부로 흐르는 유동에 의해 유동 유발 진동이 일어나며 이것으로 말미암아 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, fU/U의 함수로 도출된 실험적 결과들이 도출되어 있다. 본 연구는 열교환기 단일 원관에서 유동 유발 진동에 관한 기존의 연구들의 결과를 전산유체해석을 통해 검증하고 배열회수 보일러의 전열관군의 유동 유발 진동 특성에 적용하기 위한 기반을 마련하는 것을 목적으로 한다. 이러한 것을 위해 단일 원관에서 비정상 상태 유동해석을 수행하여 주기적인 와동 발생 특성과 원관에서의 양력과 항력의 변화 특성을 살펴보았다. 또한 원관에서 양력과 항력의 변동 특성으로부터 유동 유발 진동에 따른 PSD 특성 결과를 도출하여 기존의 연구들과 비교를 통해 원관 주위의 PSD 특성을 살펴보았으며 양력과 항력의 진폭과 주파수의 특성을 규명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.54-63
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• 2009

이상화된 하이브리드 로켓모터 내부의 난류 유동 및 온도장의 발달과정을 대와류모사 기법을 사용하여 살펴보았다. 화학반응 및 밀도의 변화를 고려하지는 않았으나, 물리적으로 타당한 난류 입구조건과 22,500의 높은 Reynolds수 및 regression에 의한 벽면분출을 고려하여, 벽면근처에서 일어나는 난류유동의 시간 특성을 파악하였다. 하이브리드 모터 내부에서 발생한 혼합전단층의 불안정성에 기인한 특정 시간스케일(St~0.5)이 수동스칼라장에서 검출되지 않았다는 사실은 난류 온도장 해석에 난류 Prandtl 수를 상수로 가정하는 기존의 접근방식이 상당한 오차를 발생시킬 수 있다는 것을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권9호
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• pp.751-759
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• 2015

본 연구는 상류측에 작은 정삼각주를 가진 원주의 유동장 특성을 양 항력측정 실험과 PIV를 이용한 가시화 실험으로 파악한 것이다. 실험 파라메터는 원주의 직경에 대한 정삼각주의 폭비(H/B=0.2~0.6) 및 원주의 전면에서부터 정삼각주까지의 거리 (G/B=0~3) 로 했다. 정삼각주의 폭비를 고정시킨 경우 원주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 정삼각주의 폭비가 클수록 원주의 항력감소율이 컸다. 원주의 Strouhal 수는 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 정삼각주을 설치한 경우 원주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났으며, 그 크기는 상류측은 삼각주의 폭비가 클수록 증가하는데 비해, 하류측은 거의 일정했다.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.477-483
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• 2015

공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.41-46
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• 2010

In this paper, the fluid dynamic forces and performances of a moving airfoil in the low Reynolds number flow is addressed. In order to simulate the necessary propulsive force for the moving airfoil in a low Reynolds number flow, a lattice-Boltzmann method is used. The critical Reynolds and Strouhal numbers for the thrust generation are investigated for the four propulsion types. It was found that the Normal P&D type produces the largest thrust with the highest efficiency among the investigated types. The leading edge of the airfoil has an effect of deciding the force production types, whereas the trailing edge of the airfoil plays an important role in augmenting or reducing the instability produced by the leading edge oscillation. It is believed that present results can be used to decide the optimal propulsion types for the given Reynolds number flow.

• 한국전산유체공학회지
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• 제6권2호
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• pp.22-31
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• 2001

The two-dimensional unsteady incompressible viscous flow behind rectangular bluff bodies between two parallel plates was analyzed numerically. The steady state flow and the vortex flow behind rectangular bluff bodies in the channel were investigated for two regimes i.e., the laminar(Re = 100, 300, 500) and the turbulent flows(Re = 10⁴∼10/sup 6/). The vortex shedding was generated by a physical disturbance(6%) numerically imposed at the rear of the bluff bodies for a short time. It was observed that the perturbed flow became periodic after a transient period. And in the case of unsteady inflow, the sinusoidal pulsatile flow was applied as the inlet condition in the turbulent flow of Reynolds number of 1.0×10/sup 5/. FLUENT code was employed to solve the problems. The power-law scheme was used to get stable linearized equations and the PISO algorithm was applied to finding the solution of them.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권8호
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• pp.1183-1190
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• 2002

An experimental study is performed to investigate the characteristics of near wake behind a circular cylinder with serrated fins using the constant temperature anemometer and through flow visualization. Previous report(Boo et al., 2001) shows that there are three different modes in vortex shedding behavior. This paper is focused on the identification of the physical reasons why the difference iss occured in vortex shedding. The through flow velocity crossing fins decreases as increasing fin height and decreasing fin pitch mainly due to the flow resistence. Vortex shedding is affected strongly by velocity distribution around fin tube, especially by the velocity gradient. The velocity distribution at X/d=0.0 has lower gradient with increasing freestream velocity and fin height and decreasing fin pitch. Those differences in velocity gradients generate different vortex shedding mechanism.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.127-134
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• 2004

Control of drag force on a circular cylinder using multiple detached splitter plates is numerically studied for laminar flow Two splitter plates with the same length as the cylinder diameter (d) are placed horizontally in the upstream of the cylinder and in the near-wake region, respectively. Their positions are described by the gap ratios (G$_1$/d, G$_2$/d), where G$_1$ represents the gap between the cylinder stagnation point and the rear edge of the upstream splitter plate, and G$_2$ represents the gap between the cylinder base point and the leading edge of the rear splitter plate. The drag varies with the two gap ratios; it has the minimum value at a certain set of gap ratios for each Reynolds number The upstream splitter plate decreases the stagnation pressure, while the rear splitter plate increases the base pressure by suppressing vortex shedding. This combined effect causes a significant drag reduction on the cylinder Particularly, the drag sharply increases past an optimum G$_2$/d; this seems to be related to a sudden change in bubble size in the wake region.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권11호
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• pp.1632-1639
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• 2001

Control of drag farce on a circular cylinder using a detached splitter plate is numerically studied for laminar flow. A splitter plate with the same length as the cylinder diameter(d) is placed horizontally in the wake region. Its position is described by the gap ratio(G/d), where G represents the gap between the cylinder base point and the leading edge of the plate. The drag varies with the gap ratio; it has the minimum value at a certain gap ratio for each Reynolds number. The drag sharply increases past the optimum gap ratio; this seems to be related to the sudden change in bubble size in the wake region. This trend is consistent with the experimental observation currently available in case of turbulent flow. It is also found that the net drag coefficient significantly depends on the variation of base suction coefficient.