• 한국가시화정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.85-92
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• 2023

In this study, we present experimental results of cavitating flow around a vortex generator which is used to improve the flow in the wake of ships and enhance propulsion efficiency. We conducted experiments at the CNU cavitation tunnel on a total of six vortex generators, two different aspect ratios and three taper ratios. We recorded cavity patterns using a high-speed camera and quantitatively evaluated cavity fraction using OpenCV. The most important finding of this study is that the vortex cavity generated at a root leading edge of the vortex generator develops at a specific angle.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.33-36
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• 2012

풍력발전기 성능은 유동의 안정성과 풍속에 의해 결정되는데, 이때 유동 불안정성은 풍력발전기의 성능뿐만 아니라 구조적 문제를 함께 유발시킨다. 본 연구에서는 풍력발전기 타워 후류에서의 불안정성을 최소화시키기 위하여 타워 단면의 기초 형상설계 연구를 수행하였다. 기존의 풍력발전기 타워 형상에 부가 구조물을 설치함으로써 Karman vortex의 생성을 지연시키고 와류 간섭현상을 줄여 풍력발전기의 안정성을 증대시키고자 하였다. 이를 위해 다양한 타워 단면 형상에 대하여 양력계수 및 항력계수를 비교 분석하였다. 그 결과 반지름의 1/2 길이의 자유류 방향 tip과 splitter plate를 후방에 설치하는 것이 후류 불안정성을 억제하는데 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.15-22
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• 2004

Twin-skeg type stern shapes are recently adopted for very large commercial ships. However it is difficult to apply a CFD system to a hull form having twin-skeg, since grid topology around a twin-skeg type stern is more complicated than that of a conventional single-screw ship, or of an open-shaft type twin-screw ship with center-skeg. In the present study a surface mesh generator and a multi-block field grid generation program have been developed for twin-skeg type stern. Furthermore, multi-block flow solvers are utilized for potential and viscous flow analysis around a twin-skeg type stern The present computational system is applied to a 15,000TEU container ship with twin-skeg to prove the applicability. Wave profiles and wake distribution are calculated using the developed flow analysis tools and the results are compared with towing tank measurements.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.439-449
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• 2002

Experimental investigations of the flow structure and heat transfer enhancement in a channel with a built-in circular cylinder and a wing-let type vortex generator are presented. Without any vortex generators, relatively low heat transfer takes place in the downstream of the circular cylinder where is a recirculation region with low velocity fluid is formed. However with a wing-let type longitudinal vortex generator in the wake region behind the cylinder, heat transfer in the region can be enhanced. In order to control the strength of longitudinal vortices, the angle of attack of the vortex generators is varied from $20^{circ} to 45^{\circ}$, but spacings between the vortex generations are fixed to be 5 mm. The 3-dimensional mean velocity field downstream of the vortex generator is measured by a five-hole pressure probe, and the hue-capturing method using thermochromatic liquid crystals has been used to provide the local distribution of the heat transfer coefficient. The vorticity field and streamwise velocity contour are obtained from the velocity field. Streamwise distributions of averaged Stanton number on the measurement planes show very similar trends for all the experimental cases($\beta=20^{circ}, 30^{circ} and 45^{\circ}$). Circulation strength and heat transfer coefficient have the maximum values when the angle of attack($\beta$) is $30^{\circ}$.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.223-232
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• 2001

보염기 후류에 형성되는 화산회생의 보염특성을 고찰하기 위하여 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급에 따른 화염의 안정범위, 재순환영역의 길이 및 온도, 재순환영역주변의 난류강도 분포를 측정, 고찰하였다. 재순환영역의 길이는 주 연료 분출량의 변화에 따른 영향을 받지 않지만, 연료 분출각 및 주류유속의 변화, 보조 연료의 공급 난류발생격자의 설치 등에 따라 영향을 받는다. 확산화염의 경우 일반적으고 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 불량하지만, 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 양호하다. 재순환영역의 온도는 연료 분출각의 변화, 보조 연료의 공급, 난류발생격사의 설치 등에 따라 영향을 받으며, 이론 혼합기 상태에서 최고값에 도달한다. 일반적으로 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 양호하지만. 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 불량하다. 화염이 형성되는 보염기 후류 영역에 대한 난류강도는 격자의 직경이나 구속비가 큰 난류발생 격자를 설치한 경우에 크게 나타나며, 난류강도가 강 할수록 보염성이 불량하다. 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급 등의 방법으로 확산화염의 보염특성을 제어할 수 있다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권2호
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• pp.504-510
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• 2015

Because wind generators (WGs) in a wind power plant (WPP) produce different active powers due to wake effects, the reactive power capability of each WG is different. This paper proposes a hierarchical voltage control scheme for a WPP that uses a WPP controller and WG controller. In the proposed scheme, the WPP controller determines a voltage error signal by using a PI controller and sends it to a doubly-fed induction generator (DFIG). Based on the reactive current-voltage ($I_Q-V$) characteristic of a DFIG, the DFIG injects an appropriate reactive power corresponding to the voltage error signal. To enhance the voltage recovery capability, the gains of the $I_Q-V$ characteristic of a DFIG are modified depending on its reactive current capability so that a DFIG with greater reactive current capability may inject more reactive power. The proposed scheme enables the WPP to recover the voltage at the point of common coupling (PCC) to the nominal value within a short time after a disturbance by using the adaptive $I_Q-V$ characteristics of a DFIG. The performance of the proposed scheme was investigated for a 100 MW WPP consisting of 20 units of 5 MW DFIGs for small and larger disturbances. The results show the proposed scheme successfully recovers the PCC voltage within a short time after a disturbance.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제2권3호
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• pp.197-205
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• 2009

Since large-scale commercial wind turbine generator systems such as MW-class wind turbines are becoming widely operated, the vibration and distortion of the blade are becoming larger and larger. Therefore the soft structure design instead of the solid-design is one of the important concepts to reduce the structural load and the cost of the wind turbine rotors. The objectives of the study are development of the fluid-structure coupled analysis code and evaluation of soft rotor-blade design to reduce the unsteady structural blade load. In this paper, fluid-structure coupled analysis for the HAWT rotor blade is performed by free wake panel method coupled with hinge-spring blade model for the flapwise blade motion. In the model, the continuous deflection of the rotor blade is represented by flapping angle of the hinge with one degree of freedom. The calculation results are evaluated by comparison with the database of the NREL unsteady aerodynamic experiment. In the analysis the unsteady flapwise moments in yawed inflow conditions are compared for the blades with different flapwise eigen frequencies.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.136-147
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• 2009

The computational prediction method of speed performance for a ship with vortex generators is proposed. The Reynolds averaged Navier-Stokes equation has been solved together with the application of Reynolds stress turbulence model. The computations are carried out under identical conditions of the experimental method, i.e., towing and self-propulsion calculations without and with vortex generators. The speed performance in full scale is obtained through analyzing the computational results in model scale according to the revised model-ship performance analysis method of ITTC'78 with considering the vortex generators into account. The characteristics of resistance, self-propulsion and wake characteristics on the propeller plane are investigated. The proposed computational prediction clearly shows the effect of vortex generators and can be applicable to the design tool for vortex generators.

• 대한공업교육학회지
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• 제32권2호
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• pp.87-103
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• 2007

본 연구는 중등학교 학생들에게 유동장 주위의 유체의 흐름을 정성적으로 설명할 수 있고 유체의 저항 개념을 쉽게 이해시키기 위해 학교 현장에 적용 가능한 교수-학습용 자료인 학습용 풍동의 연기 유동 가시화 장치를 개발하였다. 연구의 내용은 학습용 풍동의 연기 유동가시화 장치 개발과 이를 활용한 실험으로 이루어져 있다. 이 연구에서 얻은 주요 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 수송 영역에서 다양한 유체의 흐름 형태와 저항 개념을 이해시킬 수 있는 교수-학습 자료를 개발하였다. 둘째, 유동가시화 실험을 통하여 실험 모델에 따른 유체의 흐름은 이론적인 유동 패턴과 전체적으로 비슷한 경향성을 보였다. 셋째, 공기의 저항을 의미하는 후류 영역은 유선형 모델이 원형이나 사각형 모델에 비해 훨씬 작게 나타났다. 넷째, 유선형 모델의 받음각을 $20^{\circ}$로 하였을 때 앞전(leading edge)에 생기는 박리점과 넓은 영역의 후류를 관찰할 수 있었다. 다섯째, 골프공과 매끈한 공의 비교실험에서 딤플이 있는 골프공 모델 하류에 형성되는 후류영역의 폭(wake width)은 다소 좁아짐을 관찰할 수 있었다. 여섯째, 수송 영역에서, 자동차나 항공기에 대한 관심과 흥미를 증진 시킬 수 있는 실험 실습 교수-학습 자료로 활용할 수 있도록 개발하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1166-1171
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• 2009

Fin-tube heat exchangers are widely used in refrigeration systems. To improve the performance of fin-tube heat exchangers, the shape of plain fin was developed in slit fin and louver fin. These pins have higher heat transfer performance as well as larger pressure drop. Recent studies of a delta winglet vortex generators(DWVG) show less heat transfer capacity than louver fin. However, the DWVG have very small pressure drop. This paper compares the performance for the plain fin and DWVG fin in terms of flow characteristics and heat transfer based on CFD analyses. The DWVG generate vortex and delayed flow separation and leads to a reduction of a wake region behind a tube. The results show that the DWVG produce improved heat transfer and reduced pressure drop compared to a plain fin. This result is opposite to the Reynolds analogy.