• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.14-14
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• 2000

가스터빈 연소기의 연소 효율을 높이기 위해서는 연료와 공기의 충분한 혼합이 필요하다. 연료와 흡입되는 공기의 혼합은 큰 스케일의 난류 성분보다는 오히려 연소기내에서 국부적으로 작용하는 작은 스케일의 난류 성분에 크게 지배를 받게된다. 이러한 혼합 촉진을 위해 연료와 공기의 경계면에서의 운동에너지를 증가시키는 방법은 압력의 손실을 가져오게 되지만 혼합의 촉진에 의한 완전연소와 저 NOx화는 더 큰 이익을 가져다 준다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• 제15권1호
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• pp.241-251
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• 1991

The present simulation model relies on a new approach of the heavy particle motion in a turbulent flow considering the time and space correlation to the Lagrangian point of view. The turbulent field is, here, assumed that its characteristic scales are random and follow a Poisson's distribution. Using this model, we have computed the trajectory of each particle, that is, its velocity and position at each time in order to study the dispersion of particles in a grid turbulent flow. The computed results have been compared to the corresponding experimental data. Due to the complex mechanism of turbulence and the theoretically and experimentally lacking information, we had to make some assumptions for simplifying the situation, but we have found the good agreement between simulated and measured results. In particular, the application of the present method on the Lagrangian correlation of particle provides an interesting alternative to the usual computational methods.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.247-247
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• 2022

제트류는 복잡한 흐름 중 하나로 다양한 크기의 에디가 다양한 운동량을 가지고 있다. 이러한 제트류를 구현하기 위해서는 난류 운동 에너지 등 제트류의 특성을 잘 반영하여야 한다. 제트를 구현하기 위해서는 수리학적 모델, 현장 실험 등 많은 방법이 있으며, 본 연구에서는 상대적으로 공간, 시간적 비용이 적게 드는 수치해석 방법을 사용하여 연구를 진행하였다. 대표적인 수치해석방법에는 DNS(Direct Numerical Simulation), LES(Large Eddy Simulation), RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes) 등이 있다. RANS는 시간 평균 흐름 특성만 산출하며 제트의 복잡성을 재현하는 데 한계가 있어, 본 연구는 DNS와 LES 모델을 이용하여 제트류를 구현하는 것에 초점을 맞추었다. DNS는 해당 격자에서 발생하는 모든 에디를 직접 해석 때문에 난류 모델링이 필요하지 않지만, 많은 수의 그리드가 필요하여 수치해석 시 소요시간이 긴 편이다. LES는 대규모 에디는 직접 해석하지만 일정 크기 이하의 소용돌이를 해석하기 위해서 모델이 필요하다. 따라서 서브 그리드 모델에 따라 약간 다른 결과를 보인다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 LES의 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 신경망 모델로 학습한 DNS 결과를 활용하는 방법을 제안한다. 우선 DNS와 LES 모델을 사용하여 에너지 스펙트럼을 비교하여 서브 그리드 모델이 시작하는 파수를 찾는다. 이후 특정 파수 아래의 작은 에디를 모사할 적절한 신경망 모델을 결정하여 DNS의 작은 에디를 신경망 알고리즘이 모사할 수 있도록 학습시킨다. 이후 기존 서브 그리드 모델을 사용하지 않고 학습된 신경망 알고리즘을 사용한 LES 모델이 모사한 제트류와 실제 DNS 모델을 사용한 제트류를 비교 및 평가한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.888-893
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• 1995

The turbulence structure for fully developed flow through the subchannels formed by the bare rod array depends on the pitch to rod diameter ratio. For fairly open spaced bare rod arrays, the distributions of the three components of the turbulent normal stresses are similar to those measured in circular pipe. However, for more closely spaced arrays, the turbulence structure, especially in the gap region, depart markedly from the pipe flow distribution. A linear relationship between turbulent normal stresses and turbulent kinetic energy for fully developed turbulent flow through regularly spaced bare rod arrays has been developed. This correlation can be used in connection with various theoretical analyses applied in turbulence research.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.15-15
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• 2000

제트 베인에 의한 추력 방향 제어 장치는 롤 운동 제어를 가능하게 하고, 큰 선회 각도를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 기계 장치가 비교적 복잡하고, 제트 베인의 열적, 구조적 문제를 해결하여야 한다. 복잡한 기계 장치는 유동 해석의 측면에서 고려해 볼 때 격자 형성을 어렵게 만들어 유동장 해석을 통한 성능예측을 어렵게 만든다. 구조물의 응력해석을 위하여 제트 베인 표면에서의 정압력과 더불어 마찰력도 고려하여야 하는데, 정확한 마찰력 계산을 위해서는 난류 모델링이 필수적이고, 그에 따라 벽면 근처에서 격자를 밀접시키는 것이 요구된다. 본 연구에서는 상용 유동해석 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 3차원 난류 유동장 계산을 수행하였다. 피치, 요 운동의 경우와 롤 운동의 경우로 구분하여 계산하였으며, 최대 받음각을 $25^{\cire}$ 로 하여 제트 베인의 받음각에 따라 회전축에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하였다. 본 연구의 결과는 향후 개발될 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 개념설계 단계에 필요한 기본자료로서 신뢰도를 높이는데 도움이 되리라 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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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.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• 제27권2호
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• pp.79-93
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• 2015

Three-dimensional structures of large ocean rings in the Gulf Stream region are investigated using the HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM). Numerically simulated flow structures around four selected cyclonic and anticyclonic rings are compared with two different horizontal resolutions: $1/12^{\circ}$ and $1/48^{\circ}$. The vertical distributions of Lagrangian Coherent Structures (LCSs) are analyzed using Finite Size Lyapunov Exponent (FSLE) and Okubo-Weiss parameters (OW). Curtain-shaped FSLE ridges are found in all four rings with extensions of surface ridges throughout the water columns, indicating that horizontal stirring is dominant over vertical motions. Near the high-resolution rings, many small-scale flow structures with size O(1~10) km are observed while these features are rarely found near the low-resolution rings. These small-scale structures affect the flow pattern around the rings as flow particles move more randomly in the high-resolution models. The dispersion rates are also affected by these small-scale structures as the relative horizontal dispersion coefficients are larger for the high-resolution models. The absolute vertical dispersion rates are, however, lower for the high-resolution models, because the particles tend to move along inclined eddy orbits when the resolution is low and this increases the magnitude of absolute vertical dispersion. Since relative vertical dispersion can reduce this effect from the orbital trajectories of particles, it gives a more reasonable magnitude range than absolute dispersion, and so is recommended in estimating vertical dispersion rates.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• 제2권3호
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• pp.20-35
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• 1998

Characteristics of turbulent flow with wall transpiration is analyzed. The wall transpiration includes both of suction and injection and extends their range to 0~160 of absolute magnitude of Re$_{w}$ . Reynolds number based on inlet velocity also covers wide range of 3${\times}$$10^3$~8${\times}$$10^4$. The turbulent flow with wall transpiration induces change of wall boundary layer and rapid change of turbulent field. This, in turn, leads the change of whole flow field. For predicting this complicated flow field properly, newly modified $\kappa$-$\varepsilon$ model is utilized, which is formed by modifying dissipation rate equation. The modified $\kappa$-$\varepsilon$ model of Chien is also adopted for the comparison of model performance. Analysis shows the newly modified $\kappa$-$\varepsilon$ model is successfully able to reflect the characteristics of turbulent flow field with wall transpiration.ion.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• 제6권1호
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• pp.1-11
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• 2002

The suitable turbulence model is found to be required in the course of establishing a proper analysis methodology for thermal stripping phenomena which are shown in strong temperature variation area such as reactors and propulsion devices. Three different turbulence models of $\kappa$-$\varepsilon$ model, modified $\kappa$-$\varepsilon$ model, and full Reynolds stress(FRS) model, are applied to analyze unsteady turbulent flows with temperature variation. Three test cases are selected for verification. These are vertical jet flows with water and sodium, and parallel jet flow with sodium. Analysis yields the conclusion that 3-D computation with FRS betters others. However, modified modeling is required to improve its heat transfer characteristic analysis. Further analysis is performed to find momentum variation effects on temperature distribution. It is found that the momentum increase results increase of fluid mixing and magnitude of temperature variation.

• Journal of computational fluids engineering
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• 제6권1호
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• pp.31-39
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• 2001

연소실 안으로 분출되는 스월 유동의 vortex breakdown mechanism에 대한 연구를 하였다. 3차원 유한 체적기법과 Runge-Kutta 시간 적분법이 적용되었으며, 난류모델은 dynamic large eddy simulation (DLES)이 적용되었다. 계산 시간의 효율성과 기억용량을 효과적으로 사용하기 위하여 message passing interface (MPI) 병렬계산 기법이 적용되었다. 스월 난류 유동에 있어서 vortex breakdown 거동을 가시적으로 표착 하였는데, 이는 스월 유동에 의한 난류 응력 증대, 난류 생성/소산율 증대 및 혼합율 증대에 대한 실험적 근거를 뒷받침하는 매우 중요한 결과이다. 또한 평균 속도와 난류 운동에너지에 대한 계산 결과도 실험 결과와 비교하였다.