• 대한수학회보
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• 제53권3호
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• pp.843-852
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• 2016

A vortex sheet is susceptible to the Kelvin-Helmhotz instability, which leads to a singularity at finite time. The vortex blob model provided a regularization for the motion of vortex sheets in an inviscid fluid. In this paper, we consider the blob model for viscous vortex sheets and present a linear stability analysis for regularized sheets. We show that the diffusing viscous vortex sheet is unstable to small perturbations, regardless of the regularization, but the viscous sheet in the sharp limit becomes stable, when the regularization is applied. Both the regularization parameter and viscosity damp the growth rate of the sharp viscous vortex sheet for large wavenumbers, but the regularization parameter gives more significant effects than viscosity.

• Journal of Hydrospace Technology
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• 제1권1호
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• pp.1-13
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• 1995

Vortex shedding from a circular cylinder is simulated by means of the discrete vortex method. The shear layer emanating from the separation point is approximated as a sheet vortex which is in turn represented by a sequence of discrete vortices. The strength of these vortices is calculated from the vorticity shedding rate and introduced at a small distance off the side ($\Theta=\pm\pi/2$) of the cylinder surface in regular time step. Sheet vortex cutting, rediscretization and replacement of vortex by vortex segment are put to use to enhance stability of the sheet vortex evolution. The simulated vortex distribution pattern very well reproduces structure like the Karman vortex street. However, as for the force coefficients, the qualitative properties are correctly predicted but some more improvements are needed for the quantitative accuracy.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.94-103
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• 1993

NACA0020 단면을 갖는 타원형 날개끝에서 발생되어 전개되는 Tip Vortex를 연구하기 위하여 날개표면과 후류에서의 유동특성을 조사하였다. 날개표면 유동은 Tufts법과 캐비테이션 관찰로 분석되었으며 날개표면 압력계측으로 유동가시화 결과를 보완하였다. 연구결과 강력한 스팬방향 압력구배가 Tip Vortex 생성에 결정적 영향을 줌과 아울러 날개 양쪽면에서의 유동이 공히 보오텍스의 생성에 기여함을 알 수 있었다. 한편, 자세한 Tip Vortex의 구조를 보기위하여 캐비테이션 관찰, Laser Sheet 기법에 의한 보오텍스 단면가시화 및 유속계측이 실시되었는데 보오텍스의 형상과 강도는 날개의 받음각에 지배되어 나타났다. 날개끝 유동의 전반적인 특성은 비점성유동 가정하에서 사용되는 보오텍스 모델링을 보완할 목적으로 분석되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.307-310
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• 2002

A two-dimensional numerical method for inviscid two-fluid flows with evolution of density interface is developed, and an initially stationary two-dimensional fluid sheet surrounded by another fluid is studied. The Interface between two fluids is modeled as a vertex sheet, and the flow field u÷th the evolution of interface is solved by using vortex-in-cell/front-tracking method. The edge of the sheet Is pulled back into the sheet due to surface tension and a blob is formed at the edge. This blob and fluid sheet are connected by a thin neck. In the inviscid limit, such process of the blob and neck formation is examined in detail and their kinematic characteristics are summarized with dimensionless parameters. The edge recedes at $V=1.06({\sigma}/{\rho}h)^{0.5}$ and the capillary wave Propagating into the fluid sheet must be considered for bettor understanding of the edge receding.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권2호
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• pp.70-77
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• 1999

와류에 의한 이중 유벽 사이에 가두어진 기름층과 물의 계면의 교란에 대하여 고찰하였다. 와류는 전부 유벽의 끝에서 발생되는 것으로 간주하였다. 유동장의 해석을 위하여 포텐셜 유동 가정하에 계면을 와 특이점 분포면(vortex sheet)으로 나타내었다. 계면의 형상은 계면에 유한개의 가상의 입자를 설정한 후 그 위치를 추적하여 추하였다. 입자의 속도는 와 분포면에 의해서 유발되는 속도를 Biot-Savart 적분을 통해 구하고 여기에 이동하는 점와류(point vortex)에서 유발되는 속도를 합하여 구하였다. 시간에 대한 와 분포면상의 와도의 변화는 계면에서의 와도 방정식을 해석하여 구하였다. 여러 조건하에서 계산된 결과를 바탕으로 상당한 파고의 계면파가 전부 유벽 하단에서 발생되는 와류에 의하여 생성될 수 있음을 입증하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권2호
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• pp.107-111
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• 2007

경계를 가지는 비점성 2유체 유동을 해석할 수 있는 수치해법을 개발하고 이를 이용하여 초기에 정지되어 있는 액체판의 끝단에서 일어나는 수축현상을 분석하였다. 경계면은 보오텍스 쉬트로 모델하였고 유동장은 와도격자법과 경계면추적법을 적용하여 계산하였다. 액체판의 끝단은 표면장력에 의해 수축되고 뭉툭한 형상을 취하게 되고, 이러한 끝단은 잘룩한 형상의 통로에 의하여 액체판에 연결되어 안쪽으로 끌려들게 된다. 이러한 현상을 비점성 조건에서 운동에너지 변화를 포함한 무차원 수의 함수로 분석하였다. 끝단의 수축속도는 로 파악되었고 표면장력파의 전파특성이 엄밀하게 조사되어야 함을 밝혔다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권3호
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• pp.77-86
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• 2002

An experimental study of the vortex interaction characteristics of a delta wing/LEX configuration was conducted in a wind tunnel using the micro water droplet and laser beam sheet visualization technique. The main focus of this study was to analyze the effect of the angle of attack and sideslip angle on the vortex interaction and vortex breakdown. These tests were accomplished at angles of attack between $16^{\circ}$ and $28^{\circ}$ and sideslip angle between $0^{\circ}$ and $-15^{\circ}$ at free-stream velocity of 6.2 m/s. Flow visualization data provide a description of the vortex interaction between LEX and wing vortices, and of the vortex breakdown. The introduction of LEX vortex stabilized the vortical flow, and delayed the vortex breakdown up to higher angle of attack. The vortex interaction and breakdown was promoted on the windward side, whereas they are suppressed on the leeward side.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권11호
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• pp.1444-1452
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• 1999

The turbulence structure of e. tip vortex generated by e. fixed wing was investigated with the use of two-dimensional laser Doppler velocimetry. The velocity field, composed of circumferential end axial components, was measured on the vertical section to the vortex trail, located at 2C downstream from the wing tip in the incoming flow condition of $Re=2.24{\times}10^5$. A quasi 3-dimensional measurement technique by use of 2-dimensional LDV system was suggested for Reynolds stresses and the higher moments. The validity of this technique was confirmed with the uncertainty analysis. The budget of the turbulence kinetic energy was analyzed by those results in the radial direction of the vortex core. It is resulted that the production is to be very likely balanced with the dissipation in most range of the vortex core.

• 물과 미래
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• 제27권3호
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• pp.95-105
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• 1994

수직수문하의 경계층 흐름(boundary layer flow)이 경계고정좌표계(Boundary- Fitted Coordinate System)에서 무작위 소용돌이 판 방법(Random Vortex Sheet Method)과 요소내 소용돌이 방법(Vortex-in-Cell Method)을 이용하여 수치계산되었다. 수치해에 의한 수문을 따라 형성된 경계층이 수축률의 실험자료와 비점성이론에 의한 그 결과의 차이를 유발하는 주원인인 것으로 보여진다. 그 동안 주원인일 것으로 믿어왔던 바닥면 경게층의 역할은 수문면의 그 것보다는 적은 것으로 수치계산되었다. 또한 차원해석을 통하여 경계층 흐름에 의한 수축율의 그 차이가 수문 길이의 평방근에 반비례하는 것으로 추정되었으며, 이는 Benjamin(1956)에 의하여 분석된 것과 결국 동일한 것임이 밝혀졌다. 수치모델과 차원해석에 따른 결과는 Benjamin(1956)에 의해 얻어진 수축률의 실허미와 비교하여 만족할 만하였다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제27권4호
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• pp.232-244
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• 2023

The unsteady dynamics of the starting flow of a flat plate is studied by using a vortex shedding model. The model describes the body and separated vortex from the trailing edge of the plate by vortex sheets, retaining a singularity at the leading edge. The model is applied to simulate the flow of an accelerated plate for small angles of attack. For numerical computations, we take two representative cases of the translational velocity of a plate: impulsive translation and uniform acceleration. The model successfully demonstrates the formation of wakes shed from the plate. The wake behind the plate is stronger for a larger angle of attack. Predictions for the lifting force from the model are in agreement with results of Navier-Stokes simulations.