• Title/Summary/Keyword: 간섭유동장

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Experiment about Vorticity and Wave Transformation around Floating Breakwater (부유식 방파제 유동특성에 따른 와류 및 파랑변형에 관한 실험)

  • Yoon, Jae-Seon;Kim, Joo-Young;Lee, Jong-Kyu;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.66.1-66.1
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    • 2010
  • 본 연구는 부유식 방파제의 변수변화에 따른 와의 생성 및 소멸에 대하여 수리모형 실험을 통하여 분석하였다. LDV시스템을 이용하여 직사각형과 사다리꼴형상의 부유식 방파제를 흘수 변화에 따라 유속장을 수집함과 동시에 파고변화를 측정을 하였다. 실험 장비의 불충분으로 인해 방파제와 파도의 상호 간섭을 볼 수 있는 유동장 해명과 파랑변형과의 관계를 연구한 경우는 거의 없는 실정이다. 본 실험에서 그에 따른 와류 및 파랑변형에 대한 관계를 밝혀 보았다.

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A Numerical Study on Strut-Placed Supersonic Flow in Annulus Flowfield (스트럿트가 있는 초음속 환형유동장에 대한 수치적 연구)

  • Park Hee Jun;Joo Won Goo
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2002.10a
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    • pp.53-63
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    • 2002
  • In this numerical approach, strut-placed supersonic annular flow is examined. The geometrical variations of strut cause strong influence on flowfield structures. The geometrical variations are as follows, swept effect, attack angle effect, variation of leading edge shape. These changed features such as velocity structure, pressure structure, shock-boundary layer interaction are compared and analyzed according to each geometrical configuration.

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A Numerical Study of Diffusion Flames in Supersonic Flow (초음속 유동장 내의 확산 화염에 관한 수치 연구)

  • 김지호;윤영빈;정인석
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.17-17
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    • 1997
  • 극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

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An Experimental Study on the Effects of Tabs and Small Proturbances Inside Nozzle on Supersonic Jet Flowfield (노즐 탭과 노즐 내부 낮은 돌출부가 초음속 제트유동장에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Jin, Won-Jin;Cho, Chang-Kwon;Lee, Yeol;Yoon, Woong-Sup
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.5
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    • pp.24-31
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    • 2002
  • The effects of vortex generators, in the form of small delta-shaped tabs or thin tapes at an axi-symmetric supersonic nozzle exit, on the characteristics of supersonic jet flowfields are investigated by Schlieren images and Pitot-tube measurements. Small tabs as small as 1 % of the nozzle exit area can introduce streamwise vortices and produce a significant effect on the jet flowfield downstream of the nozzle. The effect is stronger for the cases of under-expanded jet than over- and perfect-expanded cases, introducing a larger flow entrainment. The effects of the angle of tabs with respect to the flow direction are also investigated, and for over-expanded jet cases, it is found that the tabs bended toward upstream can weaken the interaction strength and remove the Mach disc in the jet flowfield. Introduction of small proturbances inside the nozzle surface by attachment of thin tapes is also found to change the pressure distribution in the circumferential direction of the flowfield. Its effect is also found to be dependent on the jet expansion ratio.

A Study on Analysis of vortex and Wave Screening Performance for Fixed-Floating Breakwater According to Cross section (단면형상 변화에 따른 고정된 부유식방파제의 유동장 분석과 소파성능에 관한 연구)

  • Kim, Heun;Yoon, Jae Seon;Cho, Yong-Sik
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.54-54
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    • 2011
  • 기존의 착저식 방파제를 보완하기 위하여 부유식 방파제가 개발되었고, 많은 연구가 선행되어 왔다. 부유식 방파제의 최대 장점은 경제성과 친환경성이다. 그러나 부유식 방파제는 소파성능이 떨어진다는 단점이 있으며, 이를 개선하기 위해 잠재와 혼용, 배열형에 관한 연구등이 선행되어왔다. 그러나 이것은 경제성이라는 강점을 고려하지 못하였다. 그래서 본 연구에서는 부유식 방파제의 중요한 장점중 하나인 경제성을 고려해, 단면현상 변화만을 이용하여 부유식 방파제의 소파성능 개선하고자 하였다. RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 방정식에 기초하여 VOF법과 $k-{\varepsilon}$ 난류모델을 결합한 수치모델인 CADMAS-SURF를 이용하였으며, 구조물 단면형상 변화를 이용해 와의 상호 간섭을 유도하였고, 이에 따른 투과율 변화를 관찰 하였다. 결과를 살펴보면 요철1 단면에서는 구조물 전면 하단부분과 구조물 후면 하단부분에서 와의 간섭이 일어났으며 가장 아래 요철 부분에서 유속의 전달현상이 보인다. 투과계수는 일반적인 부유식 방파제와 마찬가지로 L/B가 1~4사이 값인, 비교적 단주기에서는 0.3~0.4의 투과율을 보였으나 L/B가 5를 넘어가면서 0.45~0.55의 투과율을 보였고, 요철2 단면에서는 전면과 후면에서 발달한 와가 전, 후면 돌출부에 의해 바닥까지 전파되지 못하는 양상을 보였으며, 돌출부 사이 중앙부분에서 가장 활발한 와의 간섭을 관찰 할 수 있었다. 돌출부 아래에서 역시 강력한 와의 간섭을 보이고 있다. 투과율 역시 가장 낮은 값을 보였으며 비교적 단주기 구간인 B/L 1~4 에서는 0.2~0.35 사이의 값을 가졌으며 5~10사이구간에서는 0.35~0.34의 값을 보이고 있다. 이 같은 결과는 와의 간섭이 가장 활발하게 나타난 결과로 보인다. 그리고 요철 3단면에서는 전면 돌출부 끝단에서의 활발한 와의 간섭을 관찰 할 수 있었다. 투과율은 세 단면 중 가장 높은 값의 투과율을 보이지만 B/L 3~4 구간에서 요철1 경우보다 낮은 값의 투과율을 보이고 있다. 결과에서 보듯이 도출부의 적절한 조합과 배치를 통해 언급한 연구목표(와의 생성과 간섭, 방파효율 개선)를 달성하였고 추후에 돌출부의 크기와 배치, 흘수의 영향, 수심의 영향 등을 고려한 연구가 진행된다면 더욱 우수한 단면형상을 개발 할 것이라 예상된다.

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The Characteristic Investigation of the Flowfield around Two Circular Cylinders in the Tandem Arrangement Using the PIV (PIV를 이용한 직렬배열에서 2원주 주위의 유동장 특성 연구)

  • Ro, Ki-Deok;Kim, Kwang-Seok;Park, Ji-Tae;Oh, Se-Kyung
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.31 no.2
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    • pp.159-165
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    • 2007
  • The Characteristics of the flowfield around two circular cylinders in tandem arrangement was investigated by PIV. Strouhal numbers. velocity vectors and velocity profiles were observed at centre-to-centre space ratios of P/D= 1.5. 2.0 and 2.5, and Reynolds number of $Re=3.0{\times}10^3{\sim}5.0{\times}10^3$. As the results the Strouhal numbers measured in the rear region of the cylinder of wake side were decreased with the space ratios. The flow between two cylinders was almost stagnated and the size of the stagnated region was larger in the close side than in the far side of the front cylinder. The direction of vortex between two cylinders was opposed each other with the small difference(${\alpha}\;{\pm}1.0^{\circ}$) of the attack angle ${\alpha}$.

Unsteady Separation Characteristics of Air-Launching Rocket from Full-Geometry Mother Plane (초음속 공중발사를 위한 전기체-로켓의 비정상 분리 유동특성)

  • Ji, Young-Moo;Byun, Yung-Hwan;Park, Jun-Sang;Lee, Jae-Woo
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.35 no.6
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    • pp.474-482
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    • 2007
  • An analysis is made for flow and rocket motion during a supersonic separation stage of an air-launching rocket(ALR) from the mother plane. Three-dimensional compressible Navier-Stokes equations are numerically solved to analyze the steady/unsteady flow fields around the rocket which is being separated from the mother plane configuration(F-4E Phantom). Simulation results clearly demonstrate the effect of shock-expansion wave interaction around both of the rocket and the mother plane. To predict the behavior of the ALR by the change of the center-of-gravity, three cases of numerical analysis are performed. As a result, a design-guideline of supersonic air-launching rockets for safe separation is proposed.

Unsteady Flow Analysis Around a HAWT System Using Sliding Mesh Technique (미끄럼 격자를 이용한 HAWT 시스템 주위의 비정상 유동장 해석)

  • Lee, Chi-Hoon;Kim, Sang-Gon;Joh, Chang-Yeol
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.3
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    • pp.201-209
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    • 2011
  • An unsteady RANS analysis study of the 3-D flow around the NREL Phase VI horizontal axis wind turbine(HAWT) was performed using sliding mesh approach. Two different analysis models such as rotor-only and rotor with tower/nacelle were constructed to investigate the blade/tower interaction. Analysis results for the rotor with tower/nacelle were compared with the corresponding NREL's experimental data which produced fairly good validation of the present CFD model. Comparison of flows around those two models also clearly showed the blade/tower interaction even it was small for upwind configuration. Other visualization results and integrated aerodynamic loads including torque of the blade demonstrated the effective unsteady flow simulation capability of the present CFD model.

Numerical Study on Flow Field in Centrifugal Fan Volute (원심송풍기 벌류트 내부유동의 수치해석적 연구)

  • Kim, Se-Jin;Joo, Won-Gu
    • The KSFM Journal of Fluid Machinery
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    • v.1 no.1 s.1
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    • pp.64-71
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    • 1998
  • The non-uniform pressure generated in the volute generally are propagating upstream. As a result, outlet conditions of rotaing impeller are changed and the performance degrades. The major object of this research is to develop the numerical method which can calculate the effects of impeller and volute flow field interactions. Under the assumption of steady three-dimensional incompressible turbulent flow, the time averaged N-S equations involving $k-{\epsilon}$ turbulent model was solved by the F.V.M. To verify the computational method, the calculations are compared with experimental results published in literature and show satisfactory agreement with them, The three-dimensional flow characteristics within the volute of a centrifugal fan at design and off-design operating points have also been studied.

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Turbofan and Pylon Flowfields Interaction in Turbofan Engines (터보팬엔진의 터보팬과 파일론 유동장 간섭에 관한 수치적 연구)

  • Joo, Won-Gu
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.22 no.8
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    • pp.1164-1172
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    • 1998
  • The three dimensional numerical method using actuator disk blade row model is applied for calculating the flowfield interaction between an outlet guide vane (OGV) and a pylon in a typical civil turbofan engine. The static pressure distortion produced by the pylon is decaying upstream but is still felt at the turbofan exit, and hence can significantly affect the fan performance. The OGV amplifies the static pressure perturbation decaying upstream. The calculation results show that cyclic OGV which consists of three types of blades with different exit angles can reduce more than half of the asymmetries of total pressure and static pressure propagated through the OGV with uniform exit blade angle.