• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.754-758
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• 2010

케이블 교량에서 발생하는 사장케이블의 진동현상에 대한 현상학적 특성을 명확히 이해해야, 사장케이블의 적합한 제진설계가 가능하다. 본 연구에서는 유체의 흐름과 구조물의 진동을 동적으로 연계하여 해석하기 위하여, ADINA의 CFD 및 Structure 코드를 동적으로 연계하는 FSI(Fluid Flow with Structure Interaction) 기법을 이용하였다. 바람으로 인해 이중원형실린더의 풍상측과 풍하측 실린더에서는 와류가 방출되면서 외력이 작용하게 되며, 이러한 공기력은 풍하측 실린더의 고유진동 운동과 함께 와류진동현상을 유발한다. 본 연구에서는 풍하측 실린더의 와류진동 현상의 해석에 주안점을 두었다. 본 연구에서는 흐름의 레이놀즈수와 이중원형실린더에 대한 바람의 입사각을 변화시키며 풍하측 실린더에서 발생하는 와류진동의 크기를 분석하였다. 본 연구결과, 유입풍속 및 바람의 입사각에 따라 이중원형실린더에서 발생하는 일반적인 와류방출현상과 풍하측 실린더에 작용하는 공기력 및 변위양상을 예측할 수 있었다. 특히, 바람의 입사각이 $15^{\circ}$인 경우에는 풍하측 실린더에서 방출되는 와류로 인해 풍하측 실린더에는 비대칭의 공기력이 작용하며, 이는 풍하측 실린더가 2사분면에서 4사분면 방향으로 진동하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제20권2호
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• pp.28-37
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• 2022

Flow characteristics of jet impingement over concave hemispherical surface with effusion cooling holes is relatively more complex than that of a flat surface, so the experimental validation for computational fluid dynamics (CFD) results is important. In this study, experimental results were compared with simulation results obtained by assuming different turbulence models. The vortex was observed in the region between the central jets where the recirculation structure appeared. The different patterns of vorticity distributions were observed for each turbulence models due to different interaction of the injected jet flow. Among them, the transition k-kl-ω model predicted similarly not only the jet potential core region with higher velocity, but also the recirculation region between the central jets. From the validation, it may be helpful to accurately predict heat and mass transfer in jet impingement/effusion hole system.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.24-32
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• 2023

본 논문에서는 기 개발된 로터 블레이드 해석 모델 중 구조 모델을 보완하여 기존에 수행한 HART II의 연구결과와 비교하였다. 구조 모델은 혼합변분 정식화 기반의 기하학적 정밀 보 모델이며, 블레이드의 기하학적 비선형 거동을 정밀하게 예측할 수 있다. 기존 해석 결과에서는 비틀림 변형과 구조하중 결과에서 실험결과 대비 위상차가 발생하였는데 본 연구에서는 기존 결과 대비 위상차가 현저히 감소한 결과를 도출하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권3호
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• pp.291-300
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• 2024

This paper predicts the combined resonance behavior of the truncated conical shells (TCSs) under transverse and parametric coupled excitation. The motion governing equation is formulated in the framework of high-order shear deformation theory, von Kármán theory and Hamilton principle. The displacements and boundary conditions are characterized by a set of displacement shape functions with double Fourier series. Subsequently, the method of varying amplitude (MVA) is utilized to derive the approximate analytical solution of system response of TCSs. A comparative analysis is conducted to verify the accuracy of the current computational method. Additionally, the interaction mechanism of combined resonance, parametric resonance and primary resonance is examined. And the effect of damping coefficient, the external excitation, initial phase, axial motion speed, temperature variation, humidity variation, material properties and semi-vortex angle on the vibration mechanism are analyzed.

• Wind and Structures
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• 제23권1호
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• pp.1-18
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• 2016

This work experimentally and numerically analyzes the flow configurations and the dynamic wind loads on panels of rectangular L/h 5:1 cross section mounted on a structural frame of rectangular bars of L/h 0.5:1, corresponding to a radar structure. The fluid dynamic interaction between panels and frame wakes imposes dynamic loads on the panels, with particular frequencies and Strouhal numbers, different from those of isolated elements. The numerical scheme is validated by comparison with mean forces and velocity spectra of a panel wake obtained by wind tunnel tests. The flow configuration is analyzed through images of the numerical simulations. For a large number of panels, as in the radar array, their wakes couple in either phase or counter-phase configurations, changing the resultant forces on each panel. Instantaneous normal and tangential force coefficients are reported; their spectra show two distinct peaks, caused by the interaction of the wakes. Finally, a scaled model of a rectangular structure comprised of panels and frame elements is tested in the boundary layer wind tunnel in order to determine the influence of the velocity variation with height and the three-dimensionality of the bulk flow around the structure. Results show that the unsteady aerodynamic loads, being strongly influenced by the vortex shedding of the supporting elements and by the global 3-D geometry of the array, differ considerably on a panel in this array from loads acting on an isolated panel, not only in magnitude, but also in frequency.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제6권2호
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• pp.105-112
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• 2013

The application of contra-rotating rotors for higher specific speed pump has been proposed in our studies, which is in principle effective for reducing the rotational speed and/or the pump size under the same specification of conventional axial flow pump. In the previous experiments of our prototype, the cavitation inception at the tip region of the rear rotor rather than that of the front rotor and the strong potential interaction from the suction surface of the rear rotor blade to the pressure surface of the front one were observed, indicating the possibility to further improve the pump performance by optimizing rotational speed combination between the two rotors. The present research aims at the design of rear rotor with lower rotational speed. Considering the fact that the incoming flow velocity defects at the tip region of the rear rotor, an integrated inflow model of 'forced vortex' and 'free vortex' is employed. The variation of maximum camber location from hub to tip as well as other related considerations are also taken into account for further performance improvement. The ideas cited above are separately or comprehensively applied in the design of three types of rear rotor, which are subsequently simulated in ANSYS CFX to evaluate the related pump performance and therefore the whole low speed design idea. Finally, the experimental validation is carried out on one type to offer further proofs for the availability of the whole design method.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.1-12
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• 1990

선미후류에 포함된 보오텍스 시스템과 프로펠러와의 상호작용을 이론적으로 해석하여 유효반류를 계산하는 방법을 제안하였다. 선미주위의 복잡한 유동을 Poincare의 방정식을 사용하여 수학적으로 표시하였고 임의의 점에서의 교란속도를 물체 표면에 분포되어 있는 쏘오스 및 보오텍스에 의한 유기속도의 표면적분과 유체중 위치하는 쏘오스 및 보오텍스에 의한 유기속도의 체적적분의 함으로 표시하였다. 이 식으로부터 유효속도(effective velocity)를 유체중 보오텍스에 의한 유기속도의 체적적분으로 정의하였다. 유체중의 보오텍스의 위치와 세기는 불균일한 호칭속도(nominal velocity)분포에 포함되어 있는 보오텍스로부터 프로펠러가 작동할 때의 유선변화를 고려하여 보오텍스 운동역학(vortex dynamics)을 만족하도록 결정된다. 이론을 검증하기 위한 계산예로써 축대칭 전단류(shear flow)중 원판형 추진장치가 작동할 때 프로펠러에 의한 유선변화 모형을 변화시켜 유효속도를 계산하였고 양력판 이론에 의한 값과 비교하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.36-43
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• 2017

프로펠러가 자유수면 근처에서 작동할 때, 프로펠러의 추력과 토오크는 감소하게 되고 자유수면에는 파도가 발생하게 된다. 본 연구에서는 다양한 프로펠러의 작동 조건에서 자유수면과 프로펠러의 상호작용에 대한 수치해석 결과를 살펴보았다. 회류수조에서 수행된 모형시험 결과와 비교를 통해 수치해석 기법을 검증한 후, 프로펠러의 침수깊이에 따른 프로펠러의 성능 및 자유수면의 영향에 대해 조사하였다. 그리고 프로펠러의 전진비에 따른 자유수면의 파형, 프로펠러 주위 유동, 추력 및 토오크의 변화 등을 확인하였다. 낮은 전진비에서 공기유입 현상은 관찰되지 않았지만, 자유수면의 파형은 프로펠러 팁 보오텍스와 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 또한 공기유입 현상이 발생하지 않는 조건에서는 높은 전진비에서 프로펠러 추력 및 토오크의 감소량이 증가함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.531-538
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• 2013

원심압축기에서 볼류트는 임펠러와 디퓨저를 통해 나온 유동을 모아주는 역할을 한다. 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부 발생하는 와류의 세기나 패턴이 달라진다. 압축기 설부에서는 압축기의 운전점에 따라 재유입 유동의 특성이 변화하고, 이러한 특성은 압축기의 성능 및 탈설계점에서의 특성을 이해하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 PIV를 이용하여 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부에 발생하는 스크롤 와류를 측정하였으며, 압축기 설부 근처에서 유동장을 측정한 결과 유량계수가 감소할수록, 설부 측에 발생하는 박리영역이 줄어들고 압축기로 재유입되는 유동이 커지는 것을 알 수 있다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.397-400
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• 2006

In this study, we experimentally investigate the possibility of skin-friction drag reduction by series of transverse cavities in a turbulent boundary layer flow. The effects of cavity depth (d), cavity length (l) and cavity spacing (s) on the skin friction drag are examined in the range of $Re_{\theta}\;=\;4030\;{\sim}\;7360$, $d/{\theta}_0\;=\;0.13\;{\sim}1.03$, l/d = 1 ~ 4 and s/d = 5 ~ 20. We perform experiments for twenty different cavity geometries and directly measure total drag force using in-house force measurement system. In most cases, the skin friction drag is increased. At several cases, however, small drag reduction is obtained. The variation of the skin ftiction drag is more sensitive to the cavity length than to the cavity depth or cavity spacing, and drag is reduced at $s/l\;{\geq}\;10$ and $l/{\theta}_0\;{\leq}\;0.26$ irrespective of the cavity depth. At $l/\bar{\theta}_0\;=\;0.13$ and s/l = 10, maximum 2% drag reduction is achieved. When the skin friction drag is reduced, there is little interaction between the flows inside and outside cavity, and the flow changed by the cavity is rapidly recovered at the following crest. A stable vortex is formed inside a cavity in the case of drag reduction. This vortex generates negative skin friction drag at the cavity bottom wall. Although there is form drag due to the cavity itself, total drag is reduced due to the negative skin friction drag.