• 설비공학논문집
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• 제17권9호
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• pp.799-807
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• 2005

The flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by the interaction of a pair of vortices are studied numerically. To analyze the common flow up produced by vortex generators in a rectangular channel flow, the pseudo-compressibility viscous method is introduced into the Reynolds-averaged Navier-Stokes equation for 3-dimensional unsteady, incompressible viscous flows. To predict turbulence characteristics, a two-layer $k-\varepsilon$ turbulence model is used on the flat plate 3-dimensional turbulence boundary The computational results predict accurately Reynolds stress, turbulent kinetic energy and flow field generated by the vortex generators. The numerical results, such as thermal boundary layers, skin friction characteristics and heat transfers, are also reasonably close to the experimental data.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1017-1026
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• 2016

두 가지의 비표면 가시화 기법과 이들 기법의 와류 적용 예를 기술한다. 두 가지 가시화 기법 중 하나는 전통적인 연기선 기법이고, 또 다른 하나는 가정용 초음파 가습기에서 발생하는 미세 수적을 사용하는 기법이다. 연기선 기법은 공기 흐름 속도에 제한이 있으며(0.07 mm 지름의 연기선의 경우 약 5 m/sec), 오염의 문제점이 있지만 매우 정교하고 선명한 연기 유맥선 시트를 발생시킬 수 있다. 이 기법은 3차원 날개의 날개 끝 와류의 가시화에 적용되었다. 초음파 가습기 미세 수적 기법은 연기선 기법에 비하여 공기 흐름 속도를 보다 크게 할 수 있으며(10 m/sec 이상), 독성과 오염의 문제를 해결할 수 있다. 초음파 가습기 미세 수적 기법은 정점 스트레이크를 가지는 이중 삼각날개에서 발생하는 복잡한 와류 시스템의 가시화에 성공적으로 적용되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.381-388
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• 2001

Presented are heat data which describe the effect of interaction between bulk flow pulsations and a vortex embedded in a turbulent boundary layer. The pulsation frequencies are 3 Hz, 15 Hz and 30 Hz. A half delta wing with the same height as the boundary layer thickness is used to generate the vortex flow. The convection heat transfer coefficients on a constant heat-flux surface are measured by embedded 77 T-type thermocouples. Spanwise profiles of convection heat transfer coefficients show that upwash region of vortex flow is influenced by bulk flow pulsations. The local heat transfer coefficient increases approximately by 7 percent. The increase in the local change of convection heat transfer coefficient is attributed to the spanwise oscillatory motion of vortex flow especially at the low Strouhal number and to the periodic change of vortex size.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.288-297
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• 2000

This paper describes the results of an experimental investigation of the flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by interaction of a pair of vortices. The test facility consists of a boundary-layer wind tunnel with a vortex introduced into the flow by half-delta wings(vortex generators) protruding from the surface. In order to control the strength of the two longitudinal vortices, the angles of attack of the vortex generators are varied from 20 degree to 45 degree, but spacings between the vortex generators are fixed to 4 cm. The 3-dimensional mean velocity downstream of the vortex generators is measured by a five-hole pressure probe, and the hue-capturing method using the thermochromatic liquid crystals has been used to provide the local distribution of the heat transfer coefficient. By using the method mentioned above, the following conclusions are obtained from the present experiment. The boundary layer is thinned in the regions where the secondary flow is directed toward the wall and thickened where it is directed away from the wall. The peak augmentation of the local heat transfer coefficient occurs in the downwash region near the point of minimum boundary-layer thickness. Streamwise distributions of averaged Stanton number on the measurement planes show very similar trends for all the cases(${\beta}=20^{circ},\;30^{\circ}\;and\;45^{\circ}$).

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.1-7
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• 2002

LEX를 가진 델타형 날개 모델을 사용한 풍동실험을 통하여 LEX가 델타형 날개 윗면의 표면압력분포에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 풍동실험의 유속은 40m/sec, 전압과 전온도는 각각 101Pa, 278K이었으며, 단위길이당 레이놀즈 수는 $1.76{\times}10^6$이었다. LEX는 날개의 표면압력분포를 매우 많이 변화시키었다. LEX가 없는 경우에 비하여 표면압력의 피크치가 시위 앞부분에서는 감소하였으나 뒷부분으로 갈수록 그리고 받음각이 증가할수록 피크치도 증가하였다. 스팬방향 압력구배도 시위 앞부분에서는 완만하였으나 뒤로 갈수록 증가하였다. 또한 LEX가 있는 경우에는 모든 위치에서 받음각의 증가에 따라 표면압력 피크치도 거의 선형적으로 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.298-305
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• 2000

The flow characteristics and the heat transfer rate on a surface by interaction of a pair of vortices were studied experimentally. The test facility consisted of a boundary-layer wind tunnel with a vortex introduced into the flow by half-delta wings protruding from the surface. In order to control the strength of the longitudinal vortices, the angles of attack of the vortex generators were varied from - 20 degree to - 45 degree, but spacings between the vortex generators were fixed to 4 cm. The 3-dimensional mean velocity measurements were made using a five-hole pressure probe. Heat transfer measurements were made using the thermochromatic liquid to provide the local distribution of the heat transfer coefficient. Unlike common flow down, common flow up vortices moved toward the centerline as they developed and interacted strongly with each other but not with the boundary layer. Spanwise profiles of Stanton number were similar for ${\beta}=-20^{\circ}\;and\;-35^{\circ}$, but not similar for ${\beta}=-45^{\circ}$. The case of ${\beta}=-20^{\circ}\;and\;-35^{\circ}$ showed the two peak Stanton number, but the case of ${\beta}=-45^{\circ}$ showed the only one peak Stanton number.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권1호
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• pp.82-93
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• 2002

The effects of the interaction between the flow and temperature field and a boundary layer due to a variety of the height of a vortex generator are experimentally investigated. The test facility consists of a boundary-layer wind tunnel with the vortex generator protruding from the bottom surface. In order to control the strength of the longitudinal vortices, the angle of attack and the spacing distance of the vortex generator are 20 degree and 40 mm, respectively. The height of the vortex generator (H) is 15 mm, 20 mm and 30 mm and the cord length of it is 50 mm. Three-component mean velocity measurements are made using a 5-hole probe system and the surface temperature distribution is measured by the hue capturing method using thermochromatic liquid crystals. By using the method mentioned above, the following conclusions are obtained from the present experiment. The boundary layer is thinned in the downwash region where the strong downflow and the lateral outflow of the boundary layer fluid occur and thickened in the upwash re,3ion where the longitudinal vortex sweeps low momentum fluid away from the bottom surface. In case that the height of the vortex generator increases, the averaged circulation and the maximum vorticity of the vortex pair decrease. The contours of the non-dimensional temperature show the similar trends fur all the cases (H=15 mm, 20 mm and 30 mm). The peak augmentation of the distribution of the local non-dimensional temperature occurs in the downwash region near the point of minimum boundary-layer thickness.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권5호
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• pp.385-394
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• 2012

아음속-초음속 패널법(panel method)을 이용하여 항공기의 정적 안정성 미계수와 동적 안정성 미계수 및 조종미계수를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 사용된 코드는 아음속-초음속 소스(source)와 말굽 와류(elementary horse shoe vortex)의 분포를 사용하고, 그 분포의 크기는 얇은 물체 근사(thin body approximation)을 적용하여 간략히 한 경계 조건을 이용하여 계산하였다. 항공기에 부착된 물체 좌표계에서 준정상(quasi-steady) 해석을 통해서 항공기 3축의 댐핑 계수를 예측하였다. 개발된 코드는 삼각날개(delta-wing)의 중립점(neutral point), 롤, 피치 댐핑 계수의 이론치와 비교하여 검증하였다. 마지막으로 F-18의 정적, 동적 안정성 미계수와 조종 미계수를 풍동 시험치와 계산치에 비교하여 개발한 코드의 정확성과 유용성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.535-543
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• 2014

비세장형, 둥근 앞전을 가지고 스팬이 1.0m로 축소된 BWB형 UCAV에 대해 완전난류, 천이 모델을 사용하여 전산해석을 수행하였다. 자유류는 받음각 -4도부터 26도까지 50m/s이며, 평균 시위 기준 레이놀즈수는 $1.25{\times}10^6$이다. 멀티블록 6면체 격자와 함께 완전난류 모델과 천이 모델의 결과를 비교하여 천이효과가 공력 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 풍동 실험과 비교한 결과 양/항력 계수는 해석범위 내에서 잘 일치하였으며, 피칭 모멘트는 높은 받음각에서 작게 예측됨과 동시에 난류모델에 따라 결과가 크게 달라졌다. 압력분포와 skin friction line, 축 방향 속도장을 이용하여 와류구조의 거동과 천이현상이 미치는 영향을 살펴본 결과, 천이효과를 고려하는 것이 UCAV의 정확한 와류 구조와 공력특성 예측에 필요한 것으로 확인하였다.