• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권5호
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• pp.633-640
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• 2014

In this research, the surface roughness affecting the pressure drop in a pipe used as the steam generator of a PWR was studied. Based on the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique using a commercial code named ANSYS-FLUENT, a straight pipe was modeled to obtain the Darcy frictional coefficient, changed with a range of various surface roughness ratios as well as Reynolds numbers. The result is validated by the comparison with a Moody chart to set the appropriate size of grids at the wall for the correct consideration of surface roughness. The pressure drop in a full-scale U-shaped pipe is measured with the same code, correlated with the surface roughness ratio. In the next stage, we studied a reduced scale model of a U-shaped heat pipe with experiment and analysis of the investigation into fluid-structure interaction (FSI). The material of the pipe was cut from the real heat pipe of a material named Inconel 690 alloy, now used in steam generators. The accelerations at the fixed stations on the outer surface of the pipe model are measured in the series of time history, and Fourier transformed to the frequency domain. The natural frequency of three leading modes were traced from the FFT data, and compared with the result of a numerical analysis for unsteady, incompressible flow. The corresponding mode shapes and maximum displacement are obtained numerically from the FSI simulation with the coupling of the commercial codes, ANSYS-FLUENT and TRANSIENT_STRUCTURAL. The primary frequencies for the model system consist of three parts: structural vibration, BPF(blade pass frequency) of pump, and fluid-structure interaction.

• 한국지리정보학회지
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• 제7권1호
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• pp.94-104
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• 2004

본 연구는 경안천 하류구간(13.8km)을 대상으로 SMS의 RMA2모형과 SES2D 모형을 이용하여 2002년 경안관측소의 최대홍수위를 기록한 8월 7일의 수리분석을 실시하였다. RMA2모형을 적용하기 위하여 RIMGIS데이터의 하천측량자료를 이용하여 입력자료로 활용하였으며, 생성된 지형자료를 2차원 유한요소망으로 변환하여 모형을 수행하였다. 본 연구에서는 부정류 상태의 모의를 적용하였으며, 모형에 민감하게 반응하는 인자에 대해서는 선행 연구에서 실시한 민감도 분석결과를 고려하였고, 기타 입력인자는 통계연보 및 하천정비계획서를 참고하였다. 또한 대상하천에 SED2D 모형을 적용하여 홍수사상에 대한 하천의 하상 변동에 대한 모의를 실시하였으며, 대상 하천의 홍수시 유속은 0.05~3.85m/s의 분포로 상류와 하류의 큰 차이를 보였고, 하상변화는 0.0003~0.0135m가 발생하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.28-44
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• 2020

본 연구에서는 무인 항공기용 소형 2행정 엔진의 성능 개선을 위해 다양한 전송 포트 형상의 가스교환 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위해 네 가지 전송 포트 형상에 따른 3차원 전산 유체 해석을 진행하였으며, 가스 교환 성능의 정량적 평가를 위해 이상적 소기 모델인 완전 대체 소기 모델과 완전 혼합 소기 모델을 바탕으로 새로운 3단계 소기 모델을 개발하여 해석 결과에 적용하였다. 2행정 엔진의 전송 포트 형상 변경을 통해 흡기의 단락 현상을 효과적으로 줄였으며 가스 교환 과정 동안의 실린더 내 난류 에너지 또한 크게 개선되었다. 또한, 전송 포트 형상 별 3단계 소기 모델의 적용을 통해 가스 교환 성능을 정량적으로 평가할 수 있었으며, 포트 형상 별 소기 양상의 차이를 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.887-899
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• 2006

본 연구의 목적은 교량 거더 단면의 공기역학적 특성을 나타내는 기본 자료인 공기력계수와 플러터계수가 동적응답과 어떠한 상관관계를 가지는지를 규명하는데 있다. 이를 위해 세 단계의 단면모형실험이 수행되었다. 첫 번째 단계에서는 총 7개의 거더 단면 즉, 6개의 플레이트거더 단면과 1개의 박스거더 단면이 고려되었으며 거더 단면의 기하학적 형상, 영각, 바람의 방향 그리고 기류조건이 공기력계수인 항력계수, 양력계수 그리고 모멘트계수에 미치는 영향을 정적 단면모형실험을 통해 살펴보았다. 두 번째 단계에서는 동적실험을 통해 각 단면의 공기력계수와 동적응답의 상관성을 검증하였다. 마지막으로 2자유도하의 동적 단면모형실험을 통해 세 개의 거더 단면의 플러터계수를 산출하고 이를 동적실험결과와 비교하였다. 주어진 단면형상에 대한 비정상 공기력에 의해 변화되는 시스템의 감쇠와 강성을 가장 잘 반영하는 플러터계수는 초기변위-자유진동시스템을 이용하여 추출하였다. 이를 위해 등류조건에서 풍속별로 교량단면의 수직 및 비틀림 초기변위의 시간에 따른 진폭의 감쇠를 측정하였다. 본 연구에서 제시한 교량단면의 공기력계수와 플러터계수는 공탄석해석 및 버펫팅해석을 위한 기본 자료로 유용하게 쓰일 것으로 보인다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제15권4호
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• pp.345-355
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• 2014

This paper focuses on aerodynamic and inertial modeling of the propeller for its applications in flight dynamics analyses of a propeller-driven airplane. Unsteady aerodynamic and inertial loads generated by the propeller are formulated using the blade element method, where the local velocity and acceleration vectors for each blade element are obtained from exact kinematic relations for general maneuvering conditions. Vortex theory is applied to obtain the flow velocities induced by the propeller wake, which are used in the computation of the aerodynamic forces and moments generated by the propeller and other aerodynamic surfaces. The vortex lattice method is adopted to obtain the induced velocity over the wing and empennage components and the related influence coefficients are computed, taking into account the propeller induced velocities by tracing the wake trajectory trailing from each of the propeller blades. Aerodynamic forces and moments of the fuselage and other aerodynamic surfaces are computed by using the wind tunnel database and applying strip theory to incorporate viscous flow effects. The propeller models proposed in this paper are applied to predict isolated propeller performances under steady flight conditions. Trimmed level forward and turn flights are analyzed to investigate the effects of the propeller on the flight characteristics of a propeller-driven light-sports airplane. Flight test results for a series of maneuvering flights using a scaled model are employed to run the flight dynamic analysis program for the proposed propeller models. The simulations are compared with the flight test results to validate the usefulness of the approach. The resultant good correlations between the two data sets shows the propeller models proposed in this paper can predict flight characteristics with good accuracy.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.38-44
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• 2010

과팽창 상태의 로켓 노즐에서 발생하는 충격파 경계층 간섭 형태는 엔진 시동 및 정지과정 중 예기치 않은 횡력을 수반한다. 본 연구에서는 비정상 노즐 구동 압력비 변화가 유동장의 천이형태 및 횡력 특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, 난류모델은 SST k-${\omega}$을 적용하였다. 엔진 정지 및 시동과정을 모사하기 위하여, NPR은 2~10의 범위에서 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리 유동과 히스테리시스 현상은 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 압력비 변동 시간이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

• 물과 미래
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• 제29권6호
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• pp.167-178
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• 1996

수문자료 시계열의 모의기법은 수자원 시스템의 설계라든지 저수지의 최적운영, 저수지의 홍수조절 설계등을 목적으로 개발되어 왔다. 추계학적 모형들은 주로 수문자료 시계열의 모의발생을 위해 사용되어 왔으나, 연속지수모형 기법(indexed sequential modeling, ISM)은 단기간의 수문 관측자료를 일정한 규칙에 의해 혼합함으로서 수문자료 시계열을 모의 발생시키기 위해 1980년도 초반이후에 미국서부지역에서 실무해결에 적용되어 왔으며 그 성과에 대한 긍정적인 평가가 보고 되어 왔다. 본 연구에서는 홍천강에 계획되어 왔으며 그 성과에 대한 긍정적인 평가가 보고 되어 왔다. 본 연구에서는 홍천강에 계획되어 있는 홍천댐 지점에서의 연 평균 유입량기록을 바탕으로 하여 연속지수 모형과 1차 자기회귀모형에 의해 장기간의 연 평균 유입량 자료를 모의 발생시켜 한발 특성치들을 각각 구하고 이를 상호 비교, 검토함으로써 연속 지수 모형의 적용성을 검토하고자 하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권2호
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• pp.875-882
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• 2019

The effects of Triangle Groove Strips (TGS) on Vortex-induced Vibration (VIV) suppression of marine riser are numerically investigated using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. The range of Reynolds number in simulations is 4.0 × 10⁴ < Re < 1.2 × 10⁵. The two-dimensional unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations and Shear Stress Transport (SST) k-ω turbulence model are used to calculate the flow around marine riser. The Newmark-β method is employed for evaluating the structure dynamics of marine riser. The effect of the height ratio (ε) of TGS on VIV suppression is evaluated. The amplitude responses, frequency responses, vortex patterns and the flow around the structures are discussed in detail. With the increase of the height ratio of TGS, the suppression effect of TGS on VIV suppression is improved firstly and then weakened. When ε=0.04, the suppression effect of TGS is the best. Compared with the VIV responses of smooth marine riser, the amplitude ratio is reduced by 38.9%, the peak of the lift coefficient is reduced by 69% and the peak of the drag coefficient is reduced by 40% when Re=6.0 × 10⁴. With the increase of Reynolds number, the suppression effect of TGS on VIV suppression is improved firstly and then weakened. When the Reynolds number is 7.0 × 10⁴, the amplitude ratio can be reduced by 40.1%. As to the large-amplitude vibration cases, the TGS show nice suppression effect on VIV.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1672-1677
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• 2004

Leading edge extension(LEX) in a highly swept shape applied to a delta wing features the modem air-fighters. The LEX vortices generated upon the upper surface of the wing at high angle of attack enhance the lift force of the delta wing by way of increased negative suction pressure over the surfaces. The present 3-D stereo PIV includes the Identification of 2-D cross-correlation equation, stereo matching of 2-D velocity vectors of two cameras, accurate calculation of 3-D velocity vectors by homogeneous coordinate system, removal of error vectors by a statistical method followed by a continuity equation criterion and so on. A delta wing model with or without LEX was immersed in a circulating water channel. Two high-resolution, high-speed digital cameras($1280pixel{\times}1024pixel$) were used to allow the time-resolved animation work. The present dynamic stereo PIV represents the complicated vortex behavior, especially, in terms of time-dependent characteristics of the vortices at given measuring sections. Quantities such as three velocity vector components, vorticity and other flow information can be easily visualized via the 3D time-resolved post-processing to make the easy understanding of the LEX effect or vortex emerging and collapse which are important phenomena occurring in the field of delta wing aerodynamics.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권2호
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• pp.145-167
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• 2017

The presented paper gives an overview of several projects addressing the experimental characterization and control of the buffet phenomenon on 3D turbulent wings in transonic flow conditions. This aerodynamic instability induces strong wall pressure fluctuations and therefore limits flight domain. Consequently, to enlarge the latter but also to provide more flexibility during the design phase, it is interesting to try to delay the buffet onset. This paper summarizes the main investigations leading to the achievement of open and closed-loop buffet control and its experimental demonstration. Several wind tunnel tests campaigns, performed on a 3D half wing/fuselage body, enabled to characterize the buffet aerodynamic instability and to study the efficiency of innovative fluidic control devices designed and manufactured by ONERA. The analysis of the open-loop databases demonstrated the effects on the usual buffet characteristics, especially on the shock location and the separation areas on the wing suction side. Using these results, a closed-loop control methodology based on a quasi-steady approach was defined and several architectures were tested for various parameters such as the input signal, the objective function, the tuning of the feedback gain. All closed-loop methods were implemented on a dSPACE device able to estimate in real time the fluidic actuators command calculated mainly from the unsteady pressure sensors data. The efficiency of delaying the buffet onset or limiting its effects was demonstrated using the quasi-steady closed-loop approach and tested in both research and industrial wind tunnel environments.