• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.49-56
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• 2013

본 논문에서는 재난변동풍하중을 받는 고층건물의 예비설계과정에서 필요로 하는 자료를 얻기 위하여 경계층풍동 실험을 실시했다. 먼저 본 실험에 앞서 경계층풍동내의 자연풍을 얻기 위하여 확산장치를 이용했고, 이로부터 평균풍속 수직분포, 난류강도, 파워스펙트럼으로 입증했으며, 이 후 변장비 1:2 강체모형을 이용 경계층풍동실험을 실시한 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 경계층풍동에서의 평균풍속 및 난류강도의 수직분포가 자연풍과 같이 잘 실현되었다. 2. 변동풍속 스펙트럼은 Von Karman spectrum과 비교한 결과 잘 일치했다. 3. 변동압력 스펙트럼에서 풍상면의 피크분포는 0.01-0.1 Hz영역에서 발생했고, 풍후면은 0.1 Hz영역에서 발생했다. 4. 자기상관계수는 재난변동풍하중의 작용시간이 증가하면 정성확률과정으로 분포하는 사실을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.269-276
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• 1985

본 논문에서는 이러한 두꺼운 3차원 난류 경계층의 체계적인 연구를 위하여 적합한 수학선형을 개발하고 저속풍동에서 경계층 실험을 수행하였다. 이 수학선형 은 가능한 실제 선체주위의 유동특성이 잘 나타나도록 설계되었다. 실험을 통하여 전체적 유동을 파악하고 표면에서 평균 속도분포, 마찰저항계수 및 각종 적분변수들을 측정하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.336-337
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• 2010

본 연구는 현대자동차 무향 풍동(HAWT)에서 나온 실험치를 범용 CFD software인 SC/Tetra를 활용하여 모사하였다. 이를 위해서 우선 현대자동차 무향 풍동(HAWT)의 입력 경계층을 설정하고, grid test를 통해 최적의 격자를 찾고, 이에 맞는 난류 모델을 선정하였다. 입력 경계조건 설정, 격자 선정, 난류 모델 선정을 완료 후 나온 경계조건을 활용하여 실제 모델에 적용하여 현대 자동차 무향 풍동(HAWT)에서 나온 결과와 SC/Tetra에서 나온 결과와 비교 분석 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.35-44
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• 1989

남극의 설퇴현상을 모의실험하기 위하여 폐쇠식 대기경계층난류풍동을 호주 시드니대학토목공학과에 제작 설치하였다. 철강과 100mm높이의 구형판자 및 촘촘한 양탄자등의 실험요소를 사용하여 경계층전단난류를 유도발생켰다. 유도발생된 난류는 호주령 남극령토의 해안지역에 부는 난류와 비슷한 유형을 뛰었다. 자연눈에 대처할 물질을 찾기 위하여 몇몇종류의 가루를 사용하였으나 중탄산나트륨이 가장 적합한 것임이 증명되었다. 남극건물모델주위에 실험을 통해 쌓인 눈의 형태로부터 등고선무늬를 형상화 시켰으며 image processing unit을 이용하여 등고선무늬를 포착한 후 등고선 분석 software를 이용, 눈의 형태와 양을 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권2호
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• pp.22-34
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• 1990

남극환경은 남극의 거센 바람 및 이에 수반되는 적설현상을 피하기 위해 땅에서 띄우는 고상식 및 지하에 설치하는, 두가지의 형태를 취하고 있다. 고상식의 경우 건물밑으로 바람을 통하게 함으로써 적설현상을 피하는데 효과적이기는 하나 남극의 거센 바람에 대응하기 위하여 구조적인 문제를 해결해야 하는 취약점을 지니고 있다. 본 연구는 경계층난류풍하를 이용하여 고상식 남극건물에 가해지는 풍하중을 파악함으로서 남극건물의 design guide line을 제시하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권2호
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• pp.172-172
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• 1990

• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.15-21
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• 1999

KRISO 300K VLCC 이중모형선 주위의 유동특성을 풍동실험을 통해 연구하였다. 선체 선미 주위유동과 후류유동의 평균속도 성분, 난류강도, 레이놀즈 전단응력 및 난류 운동에너지 분포를 열선풍속계를 이용하여 측정하였다. 실험은 선미와 후류의 횡단면에서 수행하였으며, 선체 표면에서의 유동 패턴을 정성적으로 조사하기 위하여 유막법을 이용한 유동가시화도 수행하였다. 선미와 근접 후류영역은 매우 복잡한 3차원의 유동특성을 가지고 있으며, 특히 종방향 와류영역에서 고리 모양의 후류 구조를 볼 수 있었다. 그리고 중앙평행부에서의 얇은 경계층은 선미 영역을 지나며 점차 두꺼워지고 복잡한 3차원 난류후류로 발전하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.212-216
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• 2017

두께비 18% 익형(KARI-11-180)에 대한 공력특성 분석이 전산해석기법을 활용해 수행되었다. 익형주위의 격자는 벽면에서 수직으로 투영하여 경계층 격자를 형성하였고 익형 후방에는 정밀한 후류 예측을 위해 조밀한 격자를 위치하였다. 원방경계까지의 거리는 익형 코드의 100배로 정하였고 익형시험결과와의 비교를 위해 자유류 속도, 익형 코드 및 Reynolds수를 풍동시험과 동일하게 정하였다. 또한 난류 모델은 천이지점 예측이 우수한 transition SST 및 DES 모델을 사용하였다. 3차원 전산해석은 세장비가 2와 5인 익형모델에 대해 수행되었는데 양력은 풍동시험결과보다 높은 값을 항력은 낮은 값을 예측하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제5권2호
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• pp.8-15
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• 2001

터보기계의 효율 향상을 위한 끊임없는 노력에서 익형 형상 설계는 대단히 중요한 부분을 차지하고 있다. 이와 관련하여 천음속 풍동에서 층류 및 난류 경계층 거동(충격파-경계층 상호작용)에 대한 실험적 연구가 CTA 열전대 측정을 통해 이루어졌다. 압축기 익형에 부착된 열전대 실험 결과는 유동의 복잡성에 기인하는 신호의 불명확성 때문에 해석이 대단히 어려운 점이 있으므로 설계자에게 열전대 신호 특성에 대한 정확한 정보를 주기 위해서 다른 측정장치 결과와 비교 분석을 통한 해석기법 이 개발되었다.