A study of wind effects was carried out at the Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (BLWTL) for the projected 558-m high free-standing telecommunication and observation tower for Jakarta, Indonesia. The objectives were to assist the designers with various aspects of wind action, including the overall structural loads and responses of the Tower shaft and the antenna superstructure, the local wind pressures on components of the exterior envelope, and winds in pedestrian areas. The designers of the Tower are the East China Architectural Design Institute (ECADI) and PT Menara Jakarta, Indonesia. Unfortunately, the project is halted due to the financial uncertainties in Indonesia. At the time of the stoppage, pile driving had been completed and slip forming of the concrete shaft of the Tower had begun. When completed, the Tower will exceed the height of the CN-Tower in Toronto, Canada by some 5 m.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.11a
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pp.447-448
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2008
The goal of this study is to find flame dynamic behavior using a transverse fuel injection in a model combustor, and is to investigate main causes of unstable combustion in a liquid-fueled combustor. For transverse fuel injection into air cross flow, spray result shows similar tendency with Wu et al.[1998] until spray arrives at flame-holder. However, passing through flame-holder, fuel inflow into recirculation region of flameholder is not sufficient so it makes large difference between shear flame and recirculation flame behind flameholder. In combustion tests, the stable flame shows a kind of shear flames and low peaks of dynamic pressure frequencies. On the other hand, unstable flame shows periodic detached flame in recirculation zone and a strong peak of dynamic pressure frequency. The instability frequency is highly affected by influx air velocity, air temperature, equivalence ratio and wake or vortex shedding frequency behind the flameholder.
A three-degree-of-freedom base hinged assembly (BHA) for aeroelastic model tests of tall building was developed. The integral parts of a BHA, which consists of two perpendicular plane frames and a flexural pivot, enable this modeling technique to independently simulate building translational and torsional degree-of-freedom. A program of wind tunnel aeroelastic model tests of the CAARC standard tall building was conducted with emphasis on the effect of (a) torsional motion, (b) cross-wind/torsional frequency ratio and (c) the presence of an eccentricity between center of mass and center of stiffness on wind-induced response characteristics. The experimental results highlight the significant effect of coupled translational-torsional motion and the effect of eccentricity between center of mass and center of stiffness on the resultant rms acceleration responses in both along-wind and cross-wind directions especially at operating reduced wind velocities close to a critical value of 10. In addition, it was sound that the vortex shedding process remains the main excitation mechanism in cross-wind direction even in case of tall buildings with coupled translational-torsional motion and with eccentricity.
The vehicle-induced aerodynamic loads bring vibrations to some of the highway sound barriers, for they are designed in consideration of natural wind loads only. As references to the previous field experiment, the vehicle-induced aerodynamic loads is investigated by numerical and theoretical methodologies. The numerical results are compared to the experimental one and proved to be available. By analyzing the flow field achieved in the numerical simulation, the potential flow is proved to be the main source of both head and wake impact, so the theoretical model is also validated. The results from the two methodologies show that the shorter vehicle length would produce larger negative pressure peak as the head impact and wake impact overlapping with each other, and together with the fast speed, it would lead to a wake without vortex shedding, which makes the potential hypothesis more accurate. It also proves the expectation in vehicle-induced aerodynamic loads on Highway Sound Barriers Part1: Field Experiment, that max/min pressure is proportional to the square of vehicle speed and inverse square of separation distance.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.26
no.4
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pp.419-428
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2020
The flow past a wall mounted square cylinder, a typical and basic shape of building, bridge or offshore structure, was simulated using URANS computation through adoption of three turbulence models, namely, the k-ε model, k-ω model, and the v2-f model. It is well known that this flow is naturally unstable due to the Karman vortex shedding and exhibits a complex flow structure in the wake region. The mean flow field including velocity profiles and the dominant frequency of flow oscillation that was from the simulations discussed earlier were compared with the experimental data observed by Wang et al. (2004; 2006). Based on these comparisons it was found that the v2-f model is most accurate for the URANS simulation; moreover, the k-ω model is also acceptable. However, the k-ε model was found to be unsuitable in this case. Therefore, v2-f model is proved to be an excellent choice for the analysis of flow with massive separation. Therefore, it is expected to be used in future by studies aiming to control the flow separation.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.34
no.12
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pp.35-40
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2006
The combustion instability in a model dump combustor with an exhaust nozzle and the possibility of combustion control using a loudspeaker to these instabilities were studied. By changing inlet velocity, combustor length and equivalence ratio, dynamic pressure signals and flame structures were simultaneously taken. Because inlet velocity and combustor length affect the life time of vortex in the dump combustor, the results showed that as the combustor length increased and the inlet velocity decreased, the instability frequency decreased and the maximum power spectral density of the dynamic pressure generally decreased. Also, instability frequency and maximum power spectral density of the dynamic pressure increased with the increment of equivalence ratio. From the data of close-loop control, the optimum time-delay control using a loudspeaker was confirmed to be able to reduce the vortex shedding induced from the mixed acoustic-convective mode combustion instability.
The resonance of boiler is caused by exciting force in the gas path and it generates the vibration by the harmony of boiler's dimensional factor. According to trending toward the boiler of increasing capacity and a bigger size, it has a problem of the vibration at back-pass heating surfaces. We can predict such vibrations as comparison between vortex frequency and gas column's natural frequency. We can't rely on the method for the past decades because of changing parameters, such as an allowable error, gas temperature, gas velocity, Strouhal number. We can reduce the vibration to use the seasoning effect and change the operating condition in coal fired boiler but it's not essential solution. When the vibration occurred in the model boiler, we must measures the acoustic pressure and frequency of places for considering the means. So far, we confirmed the problem from field measures and theoretical analysis about the acoustic vibration of boiler. We installed anti-acoustic baffle in a existing boiler to change the acoustic natural frequency at the cavity, which results in reducing the acoustic vibration. The first, we prove that the acoustic resonance is caused by harmonizing vortex shedding frequency of tube heat surface with acoustic natural frequency of cavity in the range of 650~750 MW loads. The second, the acoustic resonance at the back-pass heating surface has the third order of acoustic natural frequency at the second economizer. We install five anti-acoustic baffles at the second economizer to reducing the resonance. We confirm considerably reducing the acoustic vibration of boiler during the commercial boiler.
Wind measurements were made on the Canton Tower at a height of 461 m above ground during the Typhoon Vincente, the wind-induced accelerations and displacements of the tower were recorded as well. Comparisons of measured wind parameters at upper level of atmospheric boundary layer with those adopted in wind tunnel testing were presented. The measured turbulence intensity can be smaller than the design value, indicating that the wind tunnel testing may underestimate the crosswind structural responses for certain lock-in velocity range of vortex shedding. Analyses of peak factors and power spectral density for acceleration response shows that the crosswind responses are a combination of gust-induced buffeting and vortex-induced vibrations in the certain range of wind directions. The identified modal frequencies and mode shapes from acceleration data are found to be in good agreement with existing experimental results and the prediction from the finite element model. The damping ratios increase with amplitude of vibration or equivalently wind velocity which may be attributed to aerodynamic damping. In addition, the natural frequencies determined from the measured displacement are very close to those determined from the acceleration data for the first two modes. Finally, the relation between displacement responses and wind speed/direction was investigated.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.35
no.7
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pp.938-945
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2011
Unsteady flow simulations through a transonic turbine vane were carried out for an isentropic Mach number of 1.02 and a Reynolds number of $10^6$. The main objective of the study is to investigate the effect of unsteadiness due to vortex shedding on the flow in transonic regime. The steady and the time-averaged unsteady results by employing three different turbulence models: shear stress transport (SST), k-${\omega}$, and ${\omega}$ Reynolds stress models were compared. The comparisons were emphasized on the isentropic Mach number along the blade and total pressure loss at the cascade exit. The results showed that both steady and unsteady calculations have good agreement with experimental data along the blade surface. However, at cascade exit, the unsteady calculations have much better agreement with experimental data than steady calculations. Based on these, we conclude that the unsteady flow calculations are essential for these types of problems.
Kakimpa, B.;Hargreaves, D.M.;Owen, J.S.;Martinez-Vazquez, P.;Baker, C.J.;Sterling, M.;Quinn, A.D.
Wind and Structures
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v.13
no.2
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pp.169-189
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2010
This paper describes the use of coupled Computational Fluid Dynamics (CFD) and Rigid Body Dynamics (RBD) in modelling the aerodynamic behaviour of wind-borne plate type objects. Unsteady 2D and 3D Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) CFD models are used to simulate the unsteady and non-uniform flow field surrounding static, forced rotating, auto-rotating and free-flying plates. The auto-rotation phenomenon itself is strongly influenced by vortex shedding, and the realisable k-epsilon turbulence modelling approach is used, with a second order implicit time advancement scheme and equal or higher order advection schemes for the flow variables. Sequentially coupling the CFD code with a RBD solver allows a more detailed modelling of the Fluid-Structure Interaction (FSI) behaviour of the plate and how this influences plate motion. The results are compared against wind tunnel experiments on auto-rotating plates and an existing 3D analytical model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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