• 산업기술연구
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• 제25권B호
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• pp.89-97
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• 2005

Application of proper orthogonal decomposition (POD) and continuous wavelet transform (CWT) is introduced to study wind speed and building roof pressures of flow separation region. In this study, a detailed analysis of the approach wind flow, wind-induced building pressure and the relation between the two fields was carried out using the POD technique and CWT analysis. The results show potential of the application of POD and CWT in characterization of spatio-temporal and spectral properties of the approach wind and its induced dynamic pressure events. Some of findings resulting from the application of this analysis can be summarized as follows: (1) The POD first principal coordinate of the roof pressure in the separated shear layer is closely correlated with the longitudinal component of oncoming flow. (2) The CWT analysis suggests that the extreme peak pressure in the separated shear layer is due to condensed large-scale eddy motions.

• Wind and Structures
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• 제29권6호
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• pp.389-403
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• 2019

In this study, two original spectral representations of stationary stochastic fields, say the continuous proper orthogonal decomposition (CPOD) and the frequency-wavenumber spectral representation (FWSR), are derived from the Fourier-Stieltjes integral at first. Meanwhile, the relations between the above two representations are discussed detailedly. However, the most widely used conventional Monte Carlo schemes associated with the two representations still leave two difficulties unsolved, say the high dimension of random variables and the incompleteness of probability with respect to the generated sample functions of the stochastic fields. In view of this, a dimension-reduction model involving merely one elementary random variable with the representative points set owing assigned probabilities is proposed, realizing the refined description of probability characteristics for the stochastic fields by generating just several hundred representative samples with assigned probabilities. In addition, for the purpose of overcoming the defects of simulation efficiency and accuracy in the FWSR, an improved scheme of non-uniform wavenumber intervals is suggested. Finally, the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm is adopted to further enhance the simulation efficiency of the horizontal stochastic wind velocity fields. Numerical examplesfully reveal the validity and superiorityof the proposed methods.

• Wind and Structures
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• 제7권2호
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• pp.107-130
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• 2004

This paper presents a time-domain approach for analyzing nonlinear random vibrations of long-span suspended cables under transversal wind. A consistent continuous model of the cable, fully accounting for geometrical nonlinearities inherent in cable behavior, is adopted. The effects of spatial correlation are properly included by modeling wind velocity fluctuation as a random function of time and of a single spatial variable ranging over cable span, namely as a one-variate bi-dimensional (1V-2D) random field. Within the context of a Galerkin's discretization of the equations governing cable motion, a very efficient Monte Carlo-based technique for second-order analysis of the response is proposed. This procedure starts by generating sample functions of the generalized aerodynamic loads by using the spectral decomposition of the cross-power spectral density function of wind turbulence field. Relying on the physical meaning of both the spectral properties of wind velocity fluctuation and the mode shapes of the vibrating cable, the computational efficiency is greatly enhanced by applying a truncation procedure according to which just the first few significant loading and structural modal contributions are retained.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.147-155
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• 2022

항공기 및 철도차량 운용 중 발생하는 착빙 및 착설 현상은 공력 성능 감소와 주요 부품의 파손을 야기하기 때문에 시간에 따른 얼음 증식을 예측하는 것이 운용 안전 측면에서 매우 중요하다. 결빙수치해석은 실험적 방법에 비해 경제적으로 저렴하고 상사성 문제로부터 자유롭다는 점에서 결빙 형상을 예측하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다. 그러나 결빙수치해석은 착빙노출시간을 multi-step으로 나누어 매 단계별로 정상상태를 가정하는 준정상상태(quasi-steady) 가정을 이용한다. 이러한 방법은 효율적인 해석이 가능하지만 연속적인 결빙 형상을 얻지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 차원축소기법을 활용하여 결빙 형상 데이터를 보간함으로써 시간에 따른 결빙 형상을 연속적으로 예측할 수 있는 모델을 만드는 것을 목적으로 한다. 서로 다른 100개의 결빙 조건에서 형성된 결빙 데이터에 대하여 차원축소모델을 적용하였으며, 학습 데이터의 수와 결빙 조건이 차원축소모델의 예측 오차에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.339-347
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• 2022

하이브리드 로켓의 후연소실(post chamber)은 액화된 연료의 추가적 연소를 유도하여 엔탈피 상승으로 이어지도록 한다. 후연소실이 있는 하이브리드 로켓에 파라핀 왁스를 연료로 사용하는 경우, 연소초기에만 비정상 연소 압력진동이 관찰된다. 본 연구는 비정상 연소 압력진동의 발생과 액적의 추가적 연소 사이의 상관관계를 확인하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 후연소실 연소를 가시화하고 POD 기법을 활용한 이미지 분석을 수행하였다. 또한 모드 재구성을 통해 액적의 거동을 포함하고 있는 모드를 분리하여 비정상적인 연소압력의 진동과 액적의 연소 사이의 상관관계를 조사하였다. 일련의 실험에서는 후연소실로 유입되는 액화 연료량과 액적발생을 조절하여 비정상 연소압력 진동의 변화를 유도하였다. 실험결과에 의하면 파라핀 왁스의 연소 초기에만 관찰되는 비정상 연소압력 진동은 후연소실에서 발생하는 액적의 추가적인 연소가 그 발생원인임을 알 수 있다.