• 제목/요약/키워드: wake control

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주기적으로 회전진동하는 원주 후류의 공진특성에 관한 연구 (Lock-on Characteristics of Wake Behind a Rotationally Oscillating Circular Cylinder)

  • 이정엽;이상준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권8호
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    • pp.895-902
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    • 2005
  • Lock-on characteristics of flow around a circular cylinder oscillating rotationally with a relatively high forcing frequency have been investigated experimentally. Dominant governing parameters are Reynolds number (Re), angular amplitude of oscillation (${\theta}_A$), and frequency ratio $F_R=f_f/f_n,\;where\;f_f$ is a forcing frequency and $f_n$ is a natural frequency of vortex shedding. Experiments were carried out under the conditions of $Re=4.14{\times}10^3,\;{\pi}/90{\leq}{\theta_A}{\leq}{\pi}/3,\;and\;F_R=1.0$. The effect of this active flow control technique on the lock-on flow characteristics of the cylinder wake was evaluated with wake velocity measurements and spectral analysis of hot-wire signals. The rotational oscillation modifies the flow structure of near wake significantly. The lock-on phenomenon always occurs at $F_R=1.0$, regardless of the angular amplitude ${\theta}_A$. In addition, when the angular amplitude is less than a certain value, the lock-on characteristics appear only at $F_R=1.0$,. The range of lock-on phenomena expands and vortex formation length is decreased, as the angular amplitude increases. The rotational oscillation create a small-scale vortex structure in the region just near the cylinder surface. At ${\theta}_A=60^{\circ}$, the drag coefficient was reduced about $43.7\%$ at maximum.

Aerodynamics of a cylinder in the wake of a V-shaped object

  • Kim, Sangil;Alam, Md. Mahbub;Russel, Mohammad
    • Wind and Structures
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    • 제23권2호
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    • pp.143-155
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    • 2016
  • The interaction between two different shaped structures is very important to be understood. Fluid-structure interactions and aerodynamics of a circular cylinder in the wake of a V-shaped cylinder are examined experimentally, including forces, shedding frequencies, lock-in process, etc., with the V-shaped cylinder width d varying from d/D = 0.6 to 2, where D is the circular cylinder diameter. While the streamwise separation between the circular cylinder and V-shaped cylinder was 10D fixed, the transverse distance T between them was varied from T/D = 0 to 1.5. While fluid force and shedding frequency of the circular cylinder were measured using a load cell installed in the circular cylinder, measurement of shedding frequency of the V-shaped cylinder was done by a hotwire. The major findings are: (i) a larger d begets a larger velocity deficit in the wake; (ii) with increase in d/D, the lock-in between the shedding from the two cylinders is centered at d/D = 1.1, occurring at $d/D{\approx}0.95-1.35$ depending on T/D; (iii) at a given T/D, when d/D is increased, the fluctuating lift grows and reaches a maximum before decaying; the d/D corresponding to the maximum fluctuating lift is dependent on T/D, and the relationship between them is linear, expressed as $d/D=1.2+{\frac{1}{e}}T/D$; that is, a larger d/D corresponds to a greater T/D for the maximum fluctuating lift.

KRISO 대형 캐비테이션터널 시험조건의 함정 모형선 반류에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis of the Wake of a Surface Ship Model Mounted in KRISO Large Cavitation Tunnel)

  • 박일룡;김제인;김기섭;안종우;박영하;김명수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제53권6호
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    • pp.494-502
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    • 2016
  • The accurate assessment of hull-appendage interaction in the early design stage is important to control the inflow to the propeller plane, which can cause undesirable hydrodynamic effects in terms of cavitation phenomenon. This paper describes a numerical analysis for the flow around a fully appended surface ship model for which KRISO has carried out a model test in the Large Cavitation Tunnel(LCT). This numerical study was performed with the LCT model test in a complementary manner for a good reproduction of the wake distribution of surface ships. A second order accurate finite volume method provided by a commercial computational fluid dynamics(CFD) program was used to solve the governing Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) equations, where the SST $k-{\omega}$ model was used for turbulence closure. The numerical results were compared to available LCT experimental data for validation. The calculations gave good predictions for the boundary layer profiles on the walls of the empty cavitation tunnel and the wake at the propeller plane of the fully appended hull model in the LCT.

수면 제품 실증을 위한 수면-각성 평가에 대한 고찰 (A Study on Sleep-Wake Assessment for Substantiation of Sleep Products)

  • 이유진;김다정;이하영
    • 수면정신생리
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    • 제27권2호
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    • pp.51-55
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    • 2020
  • 본 논문에서는 국내 수면산업의 발전을 위해 수면제품 실증의 국내외사례와 평가 방법들에 대해 리뷰해 보았다. 국외에는 실증을 위한 회사나 단체가 비교적 체계적으로 제품을 검증하려고 하고 있지만 기관에 따라 다소 다른 방법을 활용하고 있었고, 표준화된 실증가이드가 확립되지는 않고 있었다. 국내의 경우는 객관적인 실증을 포함하는 평가는 사실상 전무하였다. 수면제품 실증을 위한 수면-각성 평가의 평가는 제품 자체에 관한 전문가 평가 및 사용자의 효과성 평가가 필요할 것이며 사용자 대상 평가는 주관적, 객관적 수면-각성 평가 및 일주기 리듬 평가 방법이 활용될 수 있겠다. 보다 정확한 검증을 위해 무작위 배정법, 대조 용품 활용법, 교차실험설계 등의 디자인도 활용될 수 있다.

Green OBS 망에서 LPI를 이용하는 코어 및 에지 라우터 구조의 에너지 절감 성능 분석 (Performance Evaluation of Energy Saving in Core Router and Edge Router Architectures with LPI for Green OBS Networks)

  • 양원혁;정진효;김영천
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권2B호
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    • pp.130-137
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    • 2012
  • 본 논문은 백본 망에서 발생하는 에너지를 절감하기 위하여 LPI(Low Power Idle)를 이용하는 OBS 코어 및 에지 라우터 구조를 제안하고 이를 평가한다. 제안한 LPI를 이용하는 코어 라우터는 코어 라우터 라인 카드와 BCP 스위치, 버스트 스위치, 스위치 제어기 및 LPI 기능을 위한 Sleep/Wake 제어기로 구성된다. 망 부하가 낮을 때 네트워크 제어 패킷을 수신한 Sleep/Wake 제어기는 코어 라우터 라인 카드의 수면/활성 상태를 제어함으로써 에너지를 절감 할 수 있다. 에지 라우터는 액세스 라인 카드 스위치, SCU 그리고 OBS 에지 라우터 라인 카드로 구성된다. 에지 라우터에서 LPI 기능은 네트워크 수준 제어를 통하여 에지 라우터 라인 카드 개별적으로 수행되며 버스트를 생성하는 동안 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver를 수면 상태로 천이시킴으로서 에너지 절감을 할 수 있다. 제안된 코어 및 에지 라우터 구조의 에너지 절감 성능 평가를 위하여 본 논문에서는 제안된 라우터 구조의 전력 소모율을 비교/분석하였으며, OPNET을 이용한 시뮬레이션을 수행하여 코어 라우터와 에지 라우터 라인 카드의 PHY/Transceiver의 수면시간 관점에서 코어 및 에지 라우터의 에너지 절감 성능을 평가하였다.

재실자의 수면-각성 주기에 따른 스마트폰 기반 파장제어 LED 조명시스템 (Smartphone-based Wavelength Control LED Lighting System according to the Sleep-Wake Cycle of Occupants)

  • 김양수;권숙연;황준;임재현
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.35-45
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    • 2016
  • 인간의 생체리듬 조절에 관여하는 멜라토닌 호르몬은 빛의 특정 단파장 비율에 따라 민감하게 반응한다. 단파장 비율이 고정된 기존 조명 빛은 재실자 생체리듬 교란 및 수면장애 현상을 초래한다. 특히 교대근무자의 경우, 일정치 않은 근무시간과 항시 동일한 빛 환경으로 인해 생활패턴이 불규칙적으로 변화하여 집중력 저하로 사고 발생의 위험도가 높아지거나 퇴근 이후 숙면을 취하지 못하는 등 건강한 일상생활을 유지하는 데 부정적 영향을 초래한다. 본 논문에서는 교대근무자를 대상으로 근무 또는 퇴근 시점에 따라 각성 및 수면에 적합한 조명 빛을 손쉽게 계측 및 제어할 수 있는 스마트폰 기반의 파장 제어 가능한 LED 조명시스템을 제안한다. 먼저, LED 조명을 대상으로 조광제어비율에 따라 변화하는 조명 빛 특성을 스마트폰에 내장된 컬러센서 및 외부에 연동된 소형 스펙트로미터(Mini-Spectrometer)를 통해 계측한 후 데이터베이스에 저장하고, 저장된 광 특성 데이터를 기반으로 계측 모듈과 조명제어모듈을 구현한다. 교대근무자를 대상으로 시스템 처리 절차에 따라 '근무' 시간대에는 각성이 필요한 시점으로 파악하여 작업유형에 따라 분류한 목표조도를 고려하여 단파장 비율이 최대치인 제어비율로 서비스하고, '퇴근' 무렵에는 자연스럽게 수면 상태에 진입할 수 있도록 단파장 비율이 최소치인 제어비율로 조명 빛을 가변화한다.

Rotor Speed-based Droop of a Wind Generator in a Wind Power Plant for the Virtual Inertial Control

  • Lee, Jinsik;Kim, Jinho;Kim, Yeon-Hee;Chun, Yeong-Han;Lee, Sang Ho;Seok, Jul-Ki;Kang, Yong Cheol
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권5호
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    • pp.1021-1028
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    • 2013
  • The frequency of a power system should be kept within limits to produce high-quality electricity. For a power system with a high penetration of wind generators (WGs), difficulties might arise in maintaining the frequency, because modern variable speed WGs operate based on the maximum power point tracking control scheme. On the other hand, the wind speed that arrives at a downstream WG is decreased after having passed one WG due to the wake effect. The rotor speed of each WG may be different from others. This paper proposes an algorithm for assigning the droop of each WG in a wind power plant (WPP) based on the rotor speed for the virtual inertial control considering the wake effect. It assumes that each WG in the WPP has two auxiliary loops for the virtual inertial control, i.e. the frequency deviation loop and the rate of change of frequency (ROCOF) loop. To release more kinetic energy, the proposed algorithm assigns the droop of each WG, which is the gain of the frequency deviation loop, depending on the rotor speed of each WG, while the gains for the ROCOF loop of all WGs are set to be equal. The performance of the algorithm is investigated for a model system with five synchronous generators and a WPP, which consists of 15 doubly-fed induction generators, by varying the wind direction as well as the wind speed. The results clearly indicate that the algorithm successfully reduces the frequency nadir as a WG with high wind speed releases more kinetic energy for the virtual inertial control. The algorithm might help maximize the contribution of the WPP to the frequency support.

이차원 타원형 날개꼴의 실속제어에서 간헐제트 브로잉의 효과 (Effects of Pulsating Jet Blowing on Stall Control of Two Dimensional Elliptic Airfoil)

  • 이기영;손명환;정형석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.1-8
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    • 2005
  • 이차원 타원형 날개꼴에서 펄스제트 브로잉에 의한 박리 제어 효과에 대하여 연구하였다. 박리 유동의 능동제어기술 개발을 위하여 압축공기를 사용하는 연속제트/간헐제트 엑츄에이터를 설계제작하여 타원형 날개 풍동 실험 모델에 장착하였다. 아음속 유동에서 날개 주위 유동장의 PIV 측정과 유동의 가시화을 통하여 간헐제트 브로잉의 타원형 날개의 실속제어 효과와 실용성에 대해 실험연구를 수행하였다. PIV 실험 결과 제트 브로잉에 의해 난류 후류 영역과 박리 버블의 크기를 현저하게 감소시킴으로써 박리제어가 가능함을 보였다. 간헐제트는 연속제트보다 박리제어에 보다 효과적이었다. 간헐제트의 주파수를 증가시키면 보다 높은 받음각에 이르기까지 난류 박리 후류를 효과적으로 억제할 수 있었다.

Control of the flow past a sphere in a turbulent boundary layer using O-ring

  • Okbaz, Abdulkerim;Ozgoren, Muammer;Canpolat, Cetin;Sahin, Besir;Akilli, Huseyin
    • Wind and Structures
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    • 제35권1호
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    • pp.1-20
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    • 2022
  • This research work presents an experimental study's outcomes to reveal the impact of an O-ring on the flow control over a sphere placed in a turbulent boundary layer. The investigation is performed quantitatively and qualitatively using particle image velocimetry (PIV) and dye visualization. The sphere model having a diamater of 42.5 mm is located in a turbulent boundary layer flow over a smooth plate for gap ratios of 0≤G/D≤1.5 at Reynolds number of 5 × 103. Flow characteristics, including patterns of instantaneous vorticity, streaklines, time-averaged streamlines, velocity vectors, velocity fluctuations, Reynolds stress correlations, and turbulence kinetic energy (), are compared and discussed for a naked sphere and spheres having O-rings. The boundary layer velocity gradient and proximity of the sphere to the flat plate profoundly influence the flow dynamics. At proximity ratios of G/D=0.1 and 0.25, a wall jet is formed between lower side of the sphere and flat plate, and velocity fluctuations increase in regions close to the wall. At G/D=0.25, the jet flow also induces local flow separations on the flat plate. At higher proximity ratios, the velocity gradient of the boundary layer causes asymmetries in the mean flow characteristics and turbulence values in the wake region. It is observed that the O-ring with various placement angles (𝜃) on the sphere has a considerable alteration in the flow structure and turbulence statistics on the wake. At lower placement angles, where the O-ring is closer to the forward stagnation point of the sphere, the flow control performance of the O-ring is limited; however, its impact on the flow separation becomes pronounced as it is moved away from the forward stagnation point. At G/D=1.50 for O-ring diameters of 4.7 (2 mm) and 7 (3 mm) percent of the sphere diameter, the -ring exhibits remarkable flow control at 𝜃=50° and 𝜃=55° before laminar flow separation occurrence on the sphere surface, respectively. This conclusion is yielded from narrowed wakes and reductions in turbulence statistics compared to the naked sphere model. The O-ring with a diameter of 3 mm and placement angle of 50° exhibits the most effective flow control. It decreases, in sequence, streamwise velocity fluctuations and length of wake recovery region by 45% and 40%, respectively, which can be evaluated as source of decrement in drag force.

와류 생성기를 이용한 수직벽 후류 제어의 실험적 연구 (Experimental Study of Manipulating the Vertical Fence Wake using the Vortex Generator)

  • 이상혁;강인수;차재은;김형범
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.12-16
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    • 2010
  • The effect of vortex generators to manipulate the separated flow region behind the vertical fence was experimentally investigated. The experiments were performed in the circulating water channel. The parameters used in this study were the distance between the fence and vortex generators and size of vortex generators. Digital PIV method was applied to measure the instantaneous velocity fields around the fence. And the obtained flow properties were compared with those of fence How without the vortex generators. The obtained results quantitatively shows the specific size and distance of vortex generators which were effective to reduce the mean reattachment length of separation bubble behind the fence.