• 대한조선학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.421-428
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• 2013

This study aims at numerically investigating the angle of attack characteristics of the rudder behind a rotating propeller. The rotating propeller of 5 blades and the full spade rudder are placed in the numerical water tunnel with a uniform flow condition to consider propeller-rudder interaction. The turbulence closure model is employed to simulate the three-dimensional unsteady incompressible viscous turbulent flow around the propeller and the rudder. The present numerical method are well verified by comparing with the experimental results. In order to identify the dependence of the angle of attack of the rudder on the rudder angle, a wide range of rudder angles is considered. The present study carried out the quantitative and qualitative analysis of the angle of attack in terms of the pressure distribution, streamlines and the evaluation of the flow incidence, resulting in that the angle of attack increases as we move from the root and the tip to the center of the rudder, regardless of the rudder angle. The distribution of the angle-of-attack along the span is strongly affected by rotating propeller flow and rudder angle. Consequently, the distribution of the angle-of-attack of the oncoming flow against the rudder leading edge plays a role in determination of rudder performance.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권4호
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• pp.43-55
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• 2015

This paper presents the thermal hydraulic performance of a three dimensional rib-roughened solar air heater (SAH) duct with the one principal wall subjected to uniform heat flux. The SAH duct has aspect ratio of 12.0 and the Reynolds number ranges from 2000 to 12000. The roughness has relative rib height of 0.045, ratio of dimple depth to print diameter of 0.5 and rib pitch ratio of 8.0. The flow attack angle is varied from $35^{\circ}$ to $70^{\circ}$. Various turbulent flow models are used for the heat transfer and fluid flow analysis and their results are compared with the experimental results for smooth surfaces. The computational fluid dynamics (CFD) results based on the renormalization k-epsilon model are in better outcomes compared with the experimental data. This model is used to calculate heat transfer and fluid flow in SAH duct with the compound roughness of V-shaped ribs and dimples. The overall thermal performance based on equal pumping power is found to be the highest (2.18) for flow attack angle of $55^{\circ}$. The thermo-hydraulic performance for V-pattern shaped ribs combined with dimple ribs is higher than that for dimple rib shape and V-pattern rib shape air duct.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권6호
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• pp.23-31
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• 2018

본 연구는 BET 기법을 이용하여 멀티콥터에 사용되는 프로펠러 두 종류의 정지 비행 시 추력과 토크를 계산하였다. 3차원 형상 측정 장비로 프로펠러의 형상 정보를 추출하였으며 CATIA를 이용하여 에어포일의 단면 형상 데이터를 획득하였다. 추출된 에어포일 형상과 RPM 변화를 고려한 유동조건에 따른 양력 및 항력을 EDISON CFD를 활용하여 구한 다음 BET 기법을 이용하여 추력을 예측하였다. 이때 층류와 난류 두 조건에 대해 계산하여 그 결과를 비교하였다. 계산된 추력 결과를 제작사에서 제공하는 성능 데이터와 JavaProp 프로펠러 성능 예측 소프트웨어의 결과와 비교하였다. 추력의 경우, 9인치 프로펠러의 경우 제작사에서 제공하는 성능은 완전 난류 조건의 결과와 층류 조건 결과의 중간 값에 해당되었으며, 16인치 프로펠러의 경우 난류유동 조건 결과와 근사한 결과를 얻을 수 있었다. 토크는 두 모델 모두 예측값과 제작사의 성능 데이터와 큰 차이를 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.295-298
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• 2007

본 연구에서는 초음속 공동유동장에서 발생하는 압력변동을 저감하기 위한 피동제어방법의 유용성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 피동제어방법으로 사각 공동내 상류 벽면에 sub-cavity를 설치하였다. 공동내 하류벽면에 센서를 설치하여 압력변동 값을 실험적으로 측정하였으며, 측정된 압력변동값을 FFT변환하여 주파수 분석을 하였다. 수치계적으로는 공동내 압력변동 특성을 살펴보기 위해 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하여 유동장을 모사하였으며, 유동의 난류상태량들은 LES 방법을 사용하여 계산하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 공동유동에서 진동 특성은 공동 하류벽면에서 발생하는 압력진동에 의존한다. 특히 leading tip 두께와 sub-cavity 크기가 진동 저감효과에 주요 인자이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권1호
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• pp.18-25
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• 2017

This study deals with numerically comparing performance according to rudder shape called 'Twisted rudder and Wavy twisted rudder'. In comparison with conventional rudder, rudder with wavy shape has showed a better performance at high angles of attack($30^{\circ}{\sim}40^{\circ}$) due to delaying stall. But most of study concerned with wavy shape had been performed in uniform flow condition. In order to identify the characteristics behind a rotating propeller, the present study numerically carries out an analysis of resistance and self-propulsion for KCS with twisted rudder and wavy twisted rudder. The turbulence closure model, Realizable $k-{\epsilon}$, is employed to simulate three-dimensional unsteady incompressible viscous turbulent and separation flow around the rudder. The simulation of self-propulsion analysis is performed in two step, because of finding optimization case of wavy shape. The first step presents there are little difference between twisted rudder and case of H_0.65 wavy twisted rudder in delivered power. So two kind of rudders are employed from first step to compare lift-to-drag ratio and torque at high angles of attack. Consequently, the wavy twisted rudder is presented as a possible way of delaying stall, allowing a rudder to have a better performance containing superior lift-to-drag ratio and torque than twisted rudder at high angles of attack. Also, as we indicate the flow visualization, check the quantity of separation flow around the rudder.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.999-1007
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• 2013

본 연구에서는 다양한 형상의 파이프에 대한 압력강하와 열전달 특성을 수치적으로 해석하였다. 원형 파이프에서부터 타원형, 톱니형, 비틀어진 형태와 같은 다양한 형상의 파이프를 3차원으로 수치해석을 통해 비교하였다. 수치해석은 층류에서 난류영역까지 계산을 수행하였다. 파이프 유동해석은 완전발달된 영역에서 정상상태, 비압축성 RANS수식을 이용하여 계산하였다. 유동의 손실은 friction factor를 통해 비교하였고, 열전달 성능은 각 파이프 표면에서의 Colburn factor를 통해 비교하였다. 종합적인 열유동 성능평가는 Volume and Area goodness factor를 통해 평가하였다. 열전달 성능을 향상시키고 유동의 손실은 최소화하는 최적의 형상을 연구하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.1-7
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• 2014

The present study numerically investigated the effect of the advance ratio on the wake characteristics of the marine propeller in the propeller open water test. Therefore, a wide range of the advance ratio(0.2${\kappa}-{\omega}$SST Model are considered. The three-dimensional vortical structures of tip vortices are visualized by the swirl strength, resulting in fast decay of the tip vortices with increasing the advance ratio. Furthermore, to better understanding of the wake evolution, the contraction ratio of the slip stream for different advance ratios is extracted from the velocity fields. Consequently, the slip stream contraction ratio decreases with increasing the advance ratio and successively the difference of the slip stream contraction ratio between J=0.2 and J=0.8 is about 0.1R.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.336-344
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• 2020

홍수 시 하천횡단구조물 주변에 유송잡물들이 집적되어 수재해로 인한 피해 가능성이 증가하기 때문에 이에 대한 예측기술 및 검토가 필요하다. 본 연구에서는 3차원 흐름과 유목 거동을 해석할 수 수치모형을 활용하여 교각 주변에서 유목의 집적 및 거동 특성을 검토하였다. MPS기반 유목 해석 모형은 구체의 개수에 민감한 것으로 나타났다. 수치모의결과 유목의 길이비와 접근유속은 유목 집적 특성에 주요한 인자인것으로 나타났지만 유목의 밀도의 영향은 미미한 것으로 확인되었다. 이 연구를 바탕으로 하천횡단구조물 주변의 유목의 집적에 의한 위험성 평가 지표를 수립하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.76-85
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• 1993

자유표면과 수면하 vortex 유동과의 상호작용으로 생기는 수면위의 특이 형상을 실험과 수치해석으로 얻어진 결과에 근거하여 논하였다. 먼저 2차원적인 실험이나 해석적인 연구로 이해될 수 있는 "striation"의 발생을 살펴 본다. "Scar"라 불리우는 striation과 수직한 형상은 2차원 vortex filament와 vortex pair 생성시 생겨나는 residual vortex의 상호작용으로 설명하였다. 간단하면서도 중요한 상호작용의 역학을 연구할 목적으로 vortex ring이 자유표면과 수직하게 충돌할 경우에 나타나는 현상들을 실험적으로 논하였고 이때 상호작용의 초기단계를 축대칭 문제로 하여 수치해석적으로 얻어진 결과와 비교하였다. 상호작용의 후기단계는 vortex reconnection을 포함하는 복잡한 과정인데 이때 수면에서의 짧은파 생성을 vortex ring의 수면과의 경사진 충돌로 설명하였다. 또한 위의 수면과 생성을 간단한 해석적 model로 재구성하여 비교해 보았다. 끝으로 수면위에 존재하는 오염물질이 수면하 vortex 유동에 미치는 영향을 수치해석적인 방법으로 free slip및 rigid wall 조건의 경우와 비교하여 살펴보았다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제15권2호
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• pp.59-67
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• 2017

To verify floatability of ABB (Air bubble barrier), we compared bubble swarm behavior with and without the air-driven ejector. Experiment was conducted using the fabricated air-driven ejector with 5 mm nozzle on the bottom of 1 m3 water tank. Reynolds number of air in the nozzle was ranged 1766-13248. We analyzed data with statistical method using image processing, particle mage velocimetry (PIV) and proper orthogonal decomposition (POD) analysis. As a result of POD analysis, there was no significant eigenmode in bubbly flow generated from the ejector. It means that more complex turbulent flows were formed by the ejector, thereby (1) making bubbles finer, (2) promoting three-dimensional energy transfer between bubble and water, and (3) making evenly distributed velocity profile of water. It is concluded that the air-driven ejector could enhance the performance of ABB.